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大跨空间结构健康监测系统研究
作 者: 刘倩
导 师: 李宏男;任亮
学 校: 大连理工大学
专 业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 大跨空间结构 结构健康监测系统 CompactRIO LabVIEW
分类号: TU399
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 141次
引 用: 1次
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内容摘要
随着我国经济的不断发展,传统的结构形式已经远远不能满足目前快速的生产建设需求,越来越多的大跨空间结构相继进入生产、建设、运营阶段。大跨空间结构的结构形式复杂,施工难度大,对大跨空间结构的结构性能影响参数进行实时监测,及时发现结构的不安全损伤,以及对灾害的提前预警,对降低结构的运营风险,保障人民的生命财产安全具有重大的意义。大跨空间结构健康监测系统能够实时地采集结构性能影响参数,判断结构损伤位置,对灾害发生前通过多种渠道发布报警信息。在整个大跨空间结构健康监测系统中,数据采集与控制系统是整个健康监测系统的重要组成部分,其性能将直接影响监测的效果。本论文系统介绍了大连市体育馆结构健康监测项目的背景和特点,提出了合理的监测方案;针对拉索张拉施工的关键性和重要性,在拉索张拉施工期间,对关键的结构影响参数进行实时监测,分析探讨了系统监测方法和可行性方案,对出现的问题提出了改进的措施;本论文着重对结构健康监测数据采集、处理与监控子系统的设计和实现进行研究,分析了大跨空间结构健康监测系统中传感器子系统的构成、特性和对数据采集系统的要求,研究了数据采集系统硬件设备和软件平台的选择原则,提出了采用NI (National Instruments) CompactRIO作为数据采集硬件设备和Lab VIEW作为软件开发平台的具体方案,开发了基于LabVIEW状态机架构的系统监测软件,最终给出了具有集成功能的监测系统的实现技术。实际长期监测结果表明,基于NI ComapctRIO、LabVIEW所开发的大跨空间结构健康监测系统运行稳定、可靠,NI ComapctRIO、LabVIEW平台是构建大跨空间结构健康监测系统的理想解决方案之一,对今后重大工程结构的健康监测具有很强的示范性和参考价值。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 1 绪论 8-14 1.1 结构健康监测的意义 8 1.2 结构健康监测系统组成 8-9 1.3 结构健康监测系统要求 9-11 1.4 国内外研究现状 11-12 1.5 本文主要研究内容 12-14 2 大连市体育馆项目背景介绍 14-27 2.1 工程简介 14-15 2.2 工程特点 15-18 2.3 主体结构静力和动力监测方案 18-27 2.3.1 关键构件的应力监测 18-21 2.3.2 关键拉索的索力监测 21-22 2.3.3 结构的整体振动监测 22-24 2.3.4 结构支座位移、倾角监测 24-27 3 弦支穹顶屋盖结构施工过程监测 27-48 3.1 传感器介绍 27-35 3.1.1 光纤光栅传感器 27-32 3.1.2 加速度传感器 32-33 3.1.3 倾角传感器 33-35 3.1.4 位移传感器 35 3.2 拉索张拉施工过程简介 35-40 3.2.1 索的安装 36-38 3.2.2 拉索张拉 38 3.2.3 张拉径向索施工方法 38-40 3.3 拉索张拉施工过程监测 40-46 3.3.1 撑杆应力实时监测 40-45 3.3.2 倾角实时监测 45-46 3.4 小结 46-48 4 结构健康监测系统 48-67 4.1 基于NI-CompactRIO的数据采集硬件平台 48-54 4.1.1 NI CompactRIO简介 49-51 4.1.2 硬件配置方案 51-54 4.2 基于NI-LabVIEW的结构健康监测系统软件开发 54-65 4.2.1 LabVIEW软件开发平台 54-57 4.2.2 结构健康监测系统软件功能介绍 57-60 4.2.3 结构健康监测系统实现方案 60-65 4.3 小结 65-67 结论 67-69 参考文献 69-72 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 72-73 致谢 73-74
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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 其他结构
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