土木工程结构健康诊断课件

土木工程结构健康诊断

白羽

昆明理工大学

云南省工程抗震研究所

2005年11月

土木工程结构健康诊断

白羽

昆明理1

结构健康检测的内容及意义结构损伤（缺陷）诊断的内容是否存在损伤（缺陷）程度与部位趋势评估结构损伤诊断的意义结构健康检测的内容及意义结构损伤（缺陷）诊断的内容2汽车与建筑物的比较1普通小轿车:造价10--30万元某建筑:造价1700万元●出厂及定期检测●状态及故障感应仪表●保障

●无定期检测

●状态及故障感应仪表?●保障?汽车与建筑物的比较1普通小轿车:造价10--30万元某建筑: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结构损伤诊断历史与发展的回顾第一阶段：20世纪40-60年代

-感官第二阶段：20世纪60-80年代-仪器第三阶段：20世纪80年代以来-识别结构损伤诊断历史与发展的回顾第一阶段：20世纪40-60年代6典型诊断系统——内置感应片系统数据获取

用户界面软件传感器信号处理信号解释典型诊断系统——内置感应片系统数据获取用户界面软件传7结构健康诊断的技术构成试验测试、检测

整体诊断局部（构件）诊断分析

有限元法系统识别信息技术

数据获取数据处理数据存储数据解释结构健康诊断的技术构成试验测试、检测8结构健康检测与诊断的主要方法结构健康检测与诊断的常用检测技术手段

振动诊断法超声诊断法回弹诊断法光学诊断法射线诊断法钻芯取样诊断法声发射诊断法拔出法诊断法应力应变诊断法

结构健康诊断方法动力指纹分析法模型修正与系统识别法神经网络法结构健康检测与诊断的主要方法结构健康检测与诊断的常用检测技术9超声波传感器超声波传感器10微型压力传感器微型压力传感器11半导体传感器半导体传感器12微型传感器微型传感器13目前结构损伤检测研究中存在的问题结构工程测试中传感元件的置入问题-安装困难-非匀质材料-环境影响诊断问题-模型误差-测量噪声-测量数据的不完整性目前结构损伤检测研究中存在的问题结构工程测试中传感元件的置入14结构健康检测与诊断的发展和研究动向仪器——较好的稳定性和耐久性以满足长期的监测数据——量测信息的稳定性和准确性识别——损伤程度和位置识别方法更具可靠性、稳定性和实用性智能——人工智能、专家系统信息——结合网络信息系统，实时远程自动检测监测，结构故障分类和预警结构健康检测与诊断的发展和研究动向仪器——较好的稳定性和耐久15结语广阔的应用前景土木工程技术水平的重要标志之一推动结构工程的发展结语广阔的应用前景16本课题组的研究工作方法：以结构模态参数作为损伤检测的理论基础，建立一维结构的曲率模态法损伤检测的步骤和方法，并推广到二维板结构本课题组的研究工作方法：17梁的损伤识别Damaged①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩10m损伤的弹性梁梁的损伤识别Damaged①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩10m损伤的弹18损伤与未损伤的曲率模态对比损伤与未损伤的曲率模态对比19损伤与未损伤的曲率模态对比损伤与未损伤的曲率模态对比20梁的损伤识别结果参与模态为3时的CMI识别结果

梁的损伤识别结果参与模态为3时的CMI识别结果21板的损伤识别结果参与模态数：3损伤位置于3、4-7、8单元板的损伤识别结果参与模态数：3损伤位置于3、4-7、822结构荷载试验结构功能改变加固后进行荷载试验判别其安全可靠性结构荷载试验