土木工程結構健康診斷

白羽

昆明理工大學

云南省工程抗震研究所

2005年11月

土木工程結構健康診斷

白羽

昆明理1

結構健康檢測的內容及意義結構損傷（缺陷）診斷的內容是否存在損傷（缺陷）程度與部位趨勢評估結構損傷診斷的意義結構健康檢測的內容及意義結構損傷（缺陷）診斷的內容2汽車與建筑物的比較1普通小轎車:造價10--30萬元某建筑:造價1700萬元●出廠及定期檢測●狀態及故障感應儀表●保障

●無定期檢測

●狀態及故障感應儀表?●保障?汽車與建筑物的比較1普通小轎車:造價10--30萬元某建筑:3建筑物缺陷造成的事故

建筑物缺陷造成的事故4建筑物缺陷造成的事故

建筑物缺陷造成的事故5結構損傷診斷歷史與發展的回顧第一階段：20世紀40-60年代

-感官第二階段：20世紀60-80年代-儀器第三階段：20世紀80年代以來-識別結構損傷診斷歷史與發展的回顧第一階段：20世紀40-60年代6典型診斷系統——內置感應片系統數據獲取

用戶界面軟件傳感器信號處理信號解釋典型診斷系統——內置感應片系統數據獲取用戶界面軟件傳7結構健康診斷的技術構成試驗測試、檢測

整體診斷局部（構件）診斷分析

有限元法系統識別信息技術

數據獲取數據處理數據存儲數據解釋結構健康診斷的技術構成試驗測試、檢測8結構健康檢測與診斷的主要方法結構健康檢測與診斷的常用檢測技術手段

振動診斷法超聲診斷法回彈診斷法光學診斷法射線診斷法鉆芯取樣診斷法聲發射診斷法拔出法診斷法應力應變診斷法

結構健康診斷方法動力指紋分析法模型修正與系統識別法神經網絡法結構健康檢測與診斷的主要方法結構健康檢測與診斷的常用檢測技術9超聲波傳感器超聲波傳感器10微型壓力傳感器微型壓力傳感器11半導體傳感器半導體傳感器12微型傳感器微型傳感器13目前結構損傷檢測研究中存在的問題結構工程測試中傳感元件的置入問題-安裝困難-非勻質材料-環境影響診斷問題-模型誤差-測量噪聲-測量數據的不完整性目前結構損傷檢測研究中存在的問題結構工程測試中傳感元件的置入14結構健康檢測與診斷的發展和研究動向儀器——較好的穩定性和耐久性以滿足長期的監測數據——量測信息的穩定性和準確性識別——損傷程度和位置識別方法更具可靠性、穩定性和實用性智能——人工智能、專家系統信息——結合網絡信息系統，實時遠程自動檢測監測，結構故障分類和預警結構健康檢測與診斷的發展和研究動向儀器——較好的穩定性和耐久15結語廣闊的應用前景土木工程技術水平的重要標志之一推動結構工程的發展結語廣闊的應用前景16本課題組的研究工作方法：以結構模態參數作為損傷檢測的理論基礎，建立一維結構的曲率模態法損傷檢測的步驟和方法，并推廣到二維板結構本課題組的研究工作方法：17梁的損傷識別Damaged①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩10m損傷的彈性梁梁的損傷識別Damaged①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩10m損傷的彈18損傷與未損傷的曲率模態對比損傷與未損傷的曲率模態對比19損傷與未損傷的曲率模態對比損傷與未損傷的曲率模態對比20梁的損傷識別結果參與模態為3時的CMI識別結果

梁的損傷識別結果參與模態為3時的CMI識別結果21板的損傷識別結果參與模態數：3損傷位置于3、4-7、8單元板的損傷識別結果參與模態數：3損傷位置于3、4-7、822結構荷載試驗結構功能改變加固后進行荷載試驗判別其安全可靠性結構荷載試驗