大型索膜结构安全监测系统设计研究.pdf免费

第十届全困现代结构J：程学术研讨会 大型索膜结构安全监测系统设计研究 陈沸镔1，胡笳1，谢步瀛1，陈鲁2 (1同济大学土木工程学院，上海，200092：2) 提要：为了设计大型索膜结构安全监测系统，分析了大型索膜结构安全监测系统与传统监测系统的异同，给出了软件系统 的整体框架，对系统设计的关键技术进行了分析。着重讨论了数据分析与安全评估的工作流程，提出了基于工程数 据库系统的监测数据管理方式，对于监测结果表现形式，提出了基于三维可视化技术的数据表现方法。 关键宇：索膜结构，安全监测，工程数据库，三维可视化 一、引言 目前，索膜结构作为一种新型大跨度空间结构形式，以其多变的造型和轻盈的外观受到国内外建筑师 的青睐。随着膜材料构设计、制造水平的不断完善，索膜结构已被广泛应用于大型复杂空间结构中。然而， 由于索膜结构是典型的空间体系，结构内力分布规律复杂，由于施工过程的不合理或自然灾害造成的膜结 构破坏时有发生¨“引。因此采用结构健康监测技术对结构进行从施工到使用的全过程安全监测，实时观察 结构工作状态，并对其安全性能做出评估和预警，是确保结构施工顺利，使用安全的有效方法。 大型索膜结构安全监测系统是一种针对索膜结构安全监测项目开发的配套软件系统。该系统与传统的 健康监测系统相比，主要有以下方面的异同：与传统的结构健康监测系统相同，软件系统的主要功能围绕 健康监测数据的后期处理，而大型索膜结构安全监测对数据的实时处理速度和反馈响应速度要求更高：在 监测数据管理方面，传统的监测数据管理一般采用数据文件管理方式，大型索膜结构安全监测系统中，由 于其监测子系统种类较多，监测数据类型多样，数据量大，须采用工程数据库对数据进行有效的组织和管 理；在结构健康监测过程中，监测结果的表现方式直接影响监测系统作用的发挥，传统二维图表的表现形 式缺乏直观性，大型索膜结构安全监测系统将建筑结构模型三维可视化技术引入到监测后期数据表现上， 极大的提高整个系统的实用性。 二、大型索膜结构安全监测系统组成 尽管针对不同结构的安全监测项目和分析方法可能不同，但监测系统大致都可分为：数据采集与传输 系统、信号处理与数据分析系统、数据存储管理系统和可视化图形界面几个部分，系统的整体工作流程如图 1所示。 (一)数据采集与传输系统 主要是由传感器系统、测晕设备和传输设备组成。根据测量条件和测量精度的具体情况，可以选择有 线传输、无线传输或人工干预等方式，所有子系统的监测数据，先发送到信号接收子站，再通过数据采集 接口汇集到监制中心的数据采集控制系统。数据采集控制系统应具有采样参数设置、设备运行状况诊断和 软故障排除的控制功能，并负责将数据实时自动上传给数据处理和数据存储系统。 上海市科学技术委员会科研计划项日世博科技号项：编号08dz0580305 国家科技支撑计划项目世博科技专项：编号2009BAK43806 工业建筑2010增刊 769 第十届全国现代结构工程学术研讨会 一 一 结构 振动 及动 )j特 性采 集子 系统 膜面张力采集子系统 结构应力采集子系统 丁 T 有限传输／无线传输，现场操作