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光纤光栅传感在大跨度空间结构健康监测中的应用

更新时间:2016-03-15 01:27:20点击次数:3526次字号:T|T

由于空间网架结构能使人们获得更大的使用空间,而且具有丰富多彩的外形和多变美观的造型,使它成为世界上近二三十年来发展最快的结构形式。随着空间结构的跨度增加,它的复杂性也随之增加。在非地震区,风是大跨度空间网架结构的主要设计荷载。国际上对这类超大型的空间网架结构的风作用机理和特点还缺乏较深入的研究,因此依据的抗风设计方法离实际还有一定的距离。由于强风作用下网架结构的三种主要破坏形态——“杆体压屈、杆件焊缝拉裂及球节点破坏”不易及时发现,这就会造成结构抗风能力的下降,给结构的安全性带来了极大的隐患。为了避免由此而引起的工程灾害的发生,确保人民生命和财产的安全,延长工程结构的使用寿命,就要求能及时地了解结构的工作状态,及时地发现结构未知的损伤。为此,建立能实现对结构工作状态和结构损伤自动报警和自动诊断的智能结构系统就十分必要。

项目背景

深圳市市民中心位于深圳市福田区,是深圳市新的政治文化中心和标志性建筑物之一,总建筑面积为21万余平方米,总高度约80m,分中区塔楼和东西两翼。中区塔楼有两座:一座为直径36 m12层圆形塔楼及一座36m×45m15层矩形塔楼。

深圳市民中心大屋顶网架结构,两边以树状钢柱为支撑,中部有一个圆塔和一个方塔从下而上穿出屋面,同时也作为大屋顶网架的支点。整个大屋顶网架结构展翅在市民中心综合建筑群之上,是市民中心建筑中最精彩的设计,大屋顶网架面积达6.3万平方米、总重量约9000吨,长486m,宽度由两端154m向中间缩小至120m,其厚度由2.25m变至9.00m。屋盖上下表面均为曲面。目前,世界建筑史上尚无类似工程的实例,其鸟瞰图如 REF _Ref177825178 \h \* MERGEFORMAT 图8.1所示,正视图如 图8.2所示。
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