【碩士】多目標(biāo)、多水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)施工安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究和應(yīng)用

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　　【學(xué)位年度】2009　　【摘要】　　工程結(jié)構(gòu)在施工過程中發(fā)生重大事故，造成越來越大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，如何保證工程結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全性日益受到關(guān)注。在這背景下，工程結(jié)構(gòu)的施工安全監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)越來越重要。對于施工期的工程結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)實(shí)時的多目標(biāo)、多水準(zhǔn)安全監(jiān)測需要安裝的各種各樣的傳感器，這時對于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時獲取、傳輸、處理、分析和存儲工作至關(guān)重要，因而尋找一個方便可靠的監(jiān)測系統(tǒng)是必要的。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和光纖傳感器系統(tǒng)則可以滿足條件復(fù)雜的施工現(xiàn)場的要求。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因具有測點(diǎn)布置范圍廣、成本低、不會因布線給周邊環(huán)境帶來影響、可以長時間在線監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于環(huán)境情況復(fù)雜的施工現(xiàn)場；光纖傳感系統(tǒng)的光纖本身既是傳感器，又是信號傳輸導(dǎo)線；柔軟的光纖還可以適應(yīng)不同形狀的被測對象。采用光信號進(jìn)行信號傳輸，因此具有比電致傳感器好得多的環(huán)境噪聲干擾的耐受性能，可以適應(yīng)該結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件比較復(fù)雜的特點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)在構(gòu)建現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜的施工安全監(jiān)測系統(tǒng)中具有巨大的優(yōu)勢。隨機(jī)有限元分析方法能從整體上分析隨機(jī)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，而可靠指標(biāo)則能從概率意義的角度評價結(jié)構(gòu)的安全性能，將可靠性理論與隨機(jī)有限元法結(jié)合，可以從結(jié)構(gòu)整體上評估結(jié)構(gòu)多水準(zhǔn)的安全狀態(tài)。研究了窄間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的靜力有限元總剛度方程，建立了網(wǎng)架桿件的極限狀態(tài)方程，推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)隨機(jī)有限元分析的單元偏導(dǎo)數(shù)剛度矩陣、單元偏導(dǎo)數(shù)荷載列陣。并根據(jù)以上的理論推導(dǎo)編制了有限元分析程序，便于實(shí)際工程的結(jié)構(gòu)分析。研究表明：采用隨機(jī)有限元方法分析可以較為準(zhǔn)確評價網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的可靠度。以上海世博園浦西綜藝大廳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)“托梁抽柱”施工監(jiān)測為工程背景，構(gòu)建了多目標(biāo)、多水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)施工安全監(jiān)測系統(tǒng)。采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、光纖傳感系統(tǒng)以及現(xiàn)場觀測的方式實(shí)現(xiàn)了對空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)改建施工的實(shí)時安全監(jiān)測，確保了施工安全，同時為今后大跨、高層、深基坑等工程的施工安全監(jiān)測提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。最后，對進(jìn)一步的研究方向作了簡要的討論?！　」?02頁

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