结构健康监测技术.ppt

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1、重大工程结构健康监测（SHM）技术张浩涉外土木工程教研室概述1.引言3.SHM的方法5.SHM内容6.SHM系统设计7.实例介绍江西交通科学研究院4.传感技术SHMIntroto2.什么是SHM?8.未来展望Section:11:引言SHMIntroto江西交通科学研究院全球基础设施普遍存在安全隐患人类生活依赖大量的各种基础设施道路,地下管道,高速公路,各种建筑等各种基础设施长期使用中存在各种问题被忽视、缺少维护、设计标准底Section:11:引言SHMIntroto江西交通科学研究院天灾（自然力量）台风

2、、海啸、地震、洪水……损失巨大可预报，无法避免。有什么解决办法？天灾：气象、海洋、地质灾害预报……有何技术途径？人祸：法规、规划、设计、监测……人祸（人为因素）无意、蓄意渎职、“偷工减料”可以避免或加以控制结构毁坏主要原因1.引言SHMIntrotoSection:1江西交通科学研究院1996四川綦江彩虹桥死41汶川地震后的桥梁Section:11.引言导致结构性能劣化的因素…SHMIntroto因素1目前状况后果既有结构缺乏足够的检测和监测只有到结构继续维修时才引起重视维修费用甚至超出更换费用江西交通科学

3、研究院桥梁结构日常使用主要问题-结构劣化Section:11.引言SHMIntroto因素2状况结果钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀钢筋的变形导致混凝土开裂和剥落强度或使用性能的降低导致构件需要维修或更换江西交通科学研究院结构劣化因素Section:11.引言SHMIntroto因素3状况结果交通荷载量及荷载等级逐年增加，逐渐超出既有桥梁原来的设计标准结构不安全或使用性不足，构件需加固或更换江西交通科学研究院结构劣化因素Section:11.引言SHMIntroto因素4状况结果结构整体劣化或老化各种有害因素影响

4、结构的可靠度安全性和使用性能结构需要维修、加固甚至更换江西交通科学研究院结构劣化因素SHMIntrotoSection:1:引言江西交通科学研究院我国土木工程结构安全现状工民建设计50年，通常25~30年需大修，或更短市政桥梁设计50年，10~15年就出现严重破坏海工设计30~50年，5～15年就出现严重破坏大跨桥梁设计50~100年，10年以上的桥就很危险SHMIntrotoSection:1:引言江西交通科学研究院存在问题非技术因素市场、腐败、管理、做假技术因素标准设置水平低无耐久性标准无详细监测制度解

5、决之道-结构健康监测（SHM）Section:11.引言SHMIntroto江西交通科学研究院以常用车辆作用于30米跨度简支梁桥为例规范计算的需承受的活荷载效应：美国和英国规范分别比我国规范大12%和29%考虑活荷载安全系数：我国1.40，美国1.75，英国的1.73桥梁需承受活荷载效应设计值：美国和英国规范分别比我国规范大40%和59%材料设计强度：我国的设计承载能力为美、英的68%和60%我国公路桥梁设计标准偏低2:什么是结构健康监测（SHM）?利用现场测试、无损检测或各种传感技术和结构特征分析,包括结

6、构响应来识别损伤是否产生、确定损伤位置、评估损伤程度以及损伤对结构造成的后果。目标-建立智能结构体系SHMIntrotoSection:2江西交通科学研究院一个可靠的结构健康监测（SHM）系统应包括：先进的传感技、数据采集技术、系统识别和损伤定位技术和土木工程技术结构的安全性、强度、整体性、可靠性Section:2结构健康监测逐渐普及结构健康监测的发展得益于:逐渐增长的需求…既有结构养护管理的需求新设计、新技术和新材料监测的需求SHMIntroto以下技术的发展…新型传感技术(如：光纤、智能材料等)数据采集

7、系统网络和无线网络技术数据库系统（传输、收集、储存和分析）数据处理和分析技术江西交通科学研究院Section:2结构健康监测（SHM）的定义结构健康监测无损检测结构现场测试和评估使用多种传感器埋入或粘贴到结构表面进行监测SHMIntroto结构的安全性、强度、整体性、可靠性江西交通科学研究院Section:2结构健康监测与人类体检的类比医生监测病人的健康状况使用医学设备对人体进行健康检查开处方进行对症治疗SHM工程师监测结构的健康状况使用各种传感器对结构进行健康检查给出桥梁维护管理方案SHMIntrotoI

8、SISCanadaEducationalModule5Section:2SHM系统组成数据采集数据传输数据处理数据存储数据恢复诊断分析SHMIntroto江西交通科学研究院Section:2SHM系统分级等级I识别损伤是否存在等级II识别损伤是否存在及其位置等级III识别损伤是否存在及其位置、程度等级IV识别损伤是否存在、位置、程度和对结构造成的影响SHMIntroto江西交通科学研究院等级I等级II等级III等