案例研究:
——结构康健监测(结构台阵)
——国家级大理经济手艺开发区治理委员会
——云南省大理市
配景:
大理白族自治州,,首府驻大理市,,是云南的16个地级行政区之一,,地处云南省中部偏西,,海拔2090米,,东邻楚雄州,,南靠普洱市、临沧市,,西与保山市、怒江州相连,,北接丽江市。。。。地跨东经98°52′~101°03′,,北纬24°41′~26°42′之间,,东巡洱海,,西及点苍山脉,,辖大理市和祥云、弥渡、宾川、永平、云龙、洱源、鹤庆、剑川8个县以及漾濞、巍山、南涧3个少数民族自治县,,是西南方疆开发较早的地区之一。。。。
地处低纬高原,,四序温差不大,,干湿季明确,,以低纬高原季民俗候为主,,境内以蝴蝶泉、苍山、洱海、大理古城、崇圣寺三塔等景点最有代表性。。。。
挑战:
大理境内主要有苍山山前断裂和凤仪-定西岭断裂,,苍山山前断裂位于苍山东麓,,大理盆地西缘,,地质上为苍山隆起与大理盆地的分界,,西部是苍山山脉;;;凤仪-定西岭断裂同样属于红河断裂带的断裂结构,,该断裂北段成为凤仪盆地与山区的分界。。。。在这两条全新世活动断裂的斜列部位曾于1925年爆发大理7级地动。。。。
大理经开区管委会大楼于2016年施工,,2018年投入使用,,地上26层,,地下1层。。。。该大楼距1925年大理7.0级地动震中约10km。。。。
解决计划:
大楼高26层,,以及地下停车场1层,,总计27层。。。。选择在-1层(停车。。。。3层、6层、9层、12层、15层、18层、21层、24层、26层作为加速率计布设楼层,,除了底层和顶层,,均以3层作为一个步进。。。。每层安排两套加速率计,,划分装置于大楼内部东侧的弱电井和西侧的强电井内。。。。
整套系统选用了GeoSIG公司专门为结构康健监测(SHM)开发的软硬件系统,,划分是GeoSMART实时结构康健监测软件,,以及GMSplusD数字传感器系统。。。。
每套GMSplusD可以使用低本钱的Cat5E网线毗连4套AC-7xD/AC-4xD数字化传感器(此项目选用了AC-4xD),,以及再内置/外接1套古板的AC-7x/AC-4x模拟传感器,,从而使得监测通道的数目最多扩展到15个。。。。
4套内置AC-43的数据收罗仪GMSplusD-43划分装置于-1层和15层,,顶部26层也选用了三分量(X, Y, Z)的AC-43D,,其余各层均选用两分量(X, Y)的AC-42D。。。。加速率计的X轴所有指向该修建的长轴偏向(西偏北)。。。。
所有数据,,包括实时数据流和系统状态、日志等数据通过交流机汇总到-1层的机房内,,由一台高性能事情站统一处置惩罚。。。。
GMSplusD数据收罗仪有NTP授时功效,,将1套GMSplusD-43设置为NTP授时效劳器,,其他数据收罗仪的时间均与其同步,,NTP授时精度<±4ms。。。。

图1 结构台阵安排修建——国家级大理经济手艺开发区治理委员会

图2 结构台阵布线图

图3 顶层(26层)楼内结构

图4 地下车库(-1层)楼内结构(开门处为弱电井)

图5-8 在-1层和15层装置的4套数据收罗仪GMSplusD-43(内置AC-43)

图9-11 其他楼层装置的部分AC-4xD数字化传感器

图12-13 在-1层机房内数据汇总,,调试软件
系统选用GeoDAS软件吸收实时数据流,,以及系统状态、日志等其他信息,,并通过设置,,将实时的加速率数据通过双重积分转化为位移数据,,经滤波后导入到GeoSMART实时结构康健监测软件中。。。。
GeoSMART实时结构康健监测软件可以实现以下功效:
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显示传入数据流,,含用户可设置颜色选项和实时阈值凌驾评估
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显示传入数据流的频率组成
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显示由直线和曲面组成的结构3D动画模子,,具有近实时的运动
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在动画模子上缩放、平移、3D旋转、2D平面视图、显示变形/未变形的形状,,显示/隐藏功效
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指定传感器的3D显示、指向和凌驾状态
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关于规则修建,,盘算恣意装置有仪器的楼层在X – Y平面上的刚体平移和旋转
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关于规则修建,,盘算和显示指定楼层对的形心之间的层间位移
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新的扇形层间位移显示,,以及古板的线性显示
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建设可视化报警,,以防传入和/或盘算数据凌驾界说的阈值,,含“复位”功效
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四种凌驾品级颜色报警(蓝色、黄色、橙色和红色)
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在盘算机的串口或UDP端口天生和发送报警文本(可凭证要求提供兼容的硬件继电器)
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将输入和/或盘算数据一连地生涯到ASCII文本文件中
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基于用户可设置的文本文件完成系统设置
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可在差别屏幕上显示传入数据流、层间评估和3D运动的自力窗口
图14 GeoDAS软件监测各通道的实时数据流

图15 GeoSMART实时结构康健监测软件运行界面(最终效果)