《大型空間結構施工損傷監測與預警機制研究》是依託浙江大學，由沈雁彬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大型空間結構施工損傷監測與預警機制研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：沈雁彬
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國正處於大型空間結構建設的高潮期，由於結構施工損傷造成的大量施工事故給國家的生產建設與人民的生命安全帶來了嚴重的傷害，即使不發生事故的也為結構日後的正常運營埋下了安全隱患。而目前的大型空間結構施工監測技術還相對薄弱，遠遠落後於工程監測需求。本項目將通過理論分析、硬體研發、軟體開發、實驗研究及工程案例套用等手段實現大型空間結構施工過程中的損傷分析、監控及預警，揭示此類結構施工損傷的位置、程度、演化機理及共性規律；開發以無線感測網路為硬體基礎的專業施工監控技術；形成科學的預警機制，並開發專業的軟體作業系統；在經過實驗室驗證後，套用於大量實際工程建設中，為發展大型空間結構施工安全監控技術和防止國家重大工程建設事故作出貢獻。
結題摘要
當前我國的大型空間結構施工監測技術還相對薄弱，遠遠落後於工程監測需求。而由於結構施工損傷造成的大量施工事故給國家的生產建設與人民的生命安全帶來了嚴重的傷害。本項目主要通過理論分析、硬體研發、軟體開發、實驗研究及工程案例套用等手段實現大型空間結構施工過程中的損傷分析、監控及預警。具體研究內容包括:（1）建立大型鋼結構工程施工狀態評估理論體系。針對不同的鋼結構形式與不同的施工方法，歸納其力學分析方法上的共性規律以及具體區別，建立施工結構模型並進行施工多階段力學分析，然後基於靜動力參數的結構狀態識別、模型重構及損傷演化分析，建立基於多參數、多層次的綜合安全評估理論。（2）研究基於荷載與自身敏感性的感測器最佳化布置技術。結合空間格線結構自身的特點，從敏感性分析角度出發，對結構進行分析，提出了荷載敏感性的概念和評價公式，隨後提出了基於自身敏感性常用的兩種方法：蒙特卡羅法和正交試驗法，並分析了兩種方法各自的優缺點及適用性。（3）研究新型無線感測標準化與模組化設計技術。在現有小體積、低功耗空間分散式無線感測設備基礎上，進一步進行硬體性能測試與完善，主要側重於硬體標準化與模組化改進，將基本模組固定化的同時增強拓展模組的靈活性與拓展性，同時進一步改進產品能耗與休眠機制，大大增強了設備的穩定性以及持續工作的能力。（4）研究基於調頻廣播整點校時的感測器採集時間同步性技術。提出了一種基於調頻廣播整點校時的感測器採集時間同步性機制，並設計了整點校時電路，由基本時間同步模組、低功耗信號處理模組和校時同步模組組成，基本可實現感測器採集時間的微秒級同步性能。（5）研究智慧型組網與遠程監控技術。主要研究適用於大面域、大範圍布置特點的各類網路拓撲，可針對不同的結構體量和感測器節點分布情況選擇不同的組網方式，並且組建的網路高效、穩定，基本實現了可自由拓展和收縮。（6）研究智慧型結構的設計計算理論與控制技術。主要研究了智慧型張弦梁結構的設計與控制理論，借用仿生思想，研究了集成無線感測器-執行器網路的智慧型結構及其形狀控制技術。課題研究成果在經過實驗室驗證後，已經被成功的套用於如大型體育場館，火車站，高層鋼結構，鋼結構連廊等各種類型的7項大型鋼結構工程中，為發展大型空間結構施工安全監控技術和防止國家重大工程建設事故作出貢獻。
