本文選題：索力測試　切入點(diǎn)：多頻率擬合　出處：《遼寧工程技術(shù)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)是確保預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)安全建造和健康營運(yùn)的一個(gè)重要保障手段,也可以對(duì)極端條件下結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的失效進(jìn)行預(yù)警從而最大程度地減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)在建造和運(yùn)營期間的外部荷載作用(風(fēng)、地震、溫度等)以及結(jié)構(gòu)外部荷載作用效應(yīng)(位移、加速度、應(yīng)力、裂縫等)是判斷結(jié)構(gòu)是否健康的重要指標(biāo),也是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的重要內(nèi)容。預(yù)應(yīng)力大跨度空間結(jié)構(gòu)形式主要有預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、斜柱網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)等,預(yù)應(yīng)力拉索在這些結(jié)構(gòu)中,施工張拉完成后初始狀態(tài)索力是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)、使用階段索力是否符合設(shè)計(jì)要求、災(zāi)害發(fā)生后結(jié)構(gòu)的索力和內(nèi)力水平等直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性。預(yù)應(yīng)力拉索的施工過程中,索的張拉(特別是分批張拉)會(huì)使拉索之間相互影響：每一次張拉幾乎都會(huì)使先前張拉的索力發(fā)生變化,使結(jié)構(gòu)索力偏離設(shè)計(jì)值,造成索力的失控。拉索在使用過程中,即在役預(yù)應(yīng)力拉索會(huì)發(fā)生松弛和損傷從而導(dǎo)致應(yīng)力損失,造成索力的失控。索力失控帶來不可知的結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布,甚至造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的失效,預(yù)應(yīng)力拉索結(jié)構(gòu)索力的精確測量是保障工程安全的關(guān)鍵性技術(shù)。當(dāng)前,預(yù)應(yīng)力拉索施工過程中采用的有壓力表測試法和壓力傳感器法測索力,基本上能夠保證測試精度要求。在役拉索索力測量方法有壓力傳感器法、力平衡法、頻率法(振動(dòng)法)、磁通量法、光纖光柵等。壓力傳感器法須在每根拉索的錨固端安裝一個(gè)壓力傳感器,花費(fèi)很大；力平衡法只對(duì)截面較小的柔性索有較高的測量精度；磁通量法需預(yù)先將傳感器穿在拉索上,對(duì)于沒有預(yù)埋傳感器的拉索不能應(yīng)用該法；光纖光柵法由于成本太高不適用在役拉索的檢測。因此,從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等方面考慮,頻率法具有測試儀器日趨小型化,攜帶方便,容易安裝,可以重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn),并且其測試精度高,因此頻率法師目前索力測試的最佳選擇。針對(duì)預(yù)應(yīng)力拉索結(jié)構(gòu)工程中短粗索和多跨索索力測試?yán)щy的問題,本文對(duì)基于頻率法原理的索力測試?yán)碚撨M(jìn)行了深入研究,提出了基于正弦激振的多頻率擬合法。首先對(duì)不同的邊界條件和索剛度條件的索振動(dòng)動(dòng)力模型進(jìn)行求解,并推導(dǎo)出索力計(jì)算公式；然后通過對(duì)張弦梁結(jié)構(gòu)拉索進(jìn)行計(jì)算,并分析結(jié)果,驗(yàn)證了多頻率擬合法的適用性；最后基于理論成果研制了拉索安全監(jiān)測系統(tǒng)。
[Abstract]:Structural health monitoring system is an important means to ensure the safe construction and healthy operation of prestressed long-span spatial structures.The possible failure of structures under extreme conditions can also be forewarned to minimize the loss of personnel and property.The external loads (wind, earthquake, temperature, etc.) and the external load effects (displacement, acceleration, stress, cracks, etc.) of prestressed long-span spatial structures during construction and operation are important indexes to judge the health of structures.It is also an important part of structural health monitoring.There are prestressed grid structure, oblique column grid structure, cable dome structure, beam string structure and so on. In these structures, whether the initial state cable force reaches the design goal after the construction of tensioning is completed,Whether the cable force meets the design requirements at the stage of use, the cable force and internal force level of the structure after the disaster are directly related to the safety of the structure.In the construction process of prestressed cable, the cable tension (especially the batch tension) will make the cable affect each other: each tension will almost make the cable force of the previous tension change, make the structural cable force deviate from the design value, cause the cable force out of control.In the process of using the cable, that is, the pre-stressed cable in service will be relaxed and damaged, which will lead to stress loss, resulting in the loss of cable force.The loss of cable force leads to the unknowable redistribution of internal forces and even the failure of the whole structure. The accurate measurement of the cable force of prestressed cable structure is the key technology to ensure the safety of engineering.At present, the pressure gauge test method and the pressure sensor method are used to measure the cable force in the construction process of the prestressed cable, which can basically ensure the precision of the test.In service cable force measurement methods include pressure sensor method, force balance method, frequency method (vibration method, magnetic flux method, fiber grating and so on).The pressure sensor method is required to install a pressure sensor at the anchoring end of each cable, which is costly; the force balance method has higher measurement accuracy only for flexible cables with a smaller section; and the magnetic flux method requires the sensor to be worn in advance on the cable,The method can not be applied to cables without embedded sensors, and the FBG method is not suitable for the detection of in-service cables because of its high cost.Therefore, in terms of economy and technology, the frequency method has the advantages of miniaturization, convenient carrying, easy installation, and high precision of test, so the frequency magician is the best choice for cable force test at present.In order to solve the problem of short thick cable and multi-span cable force measurement in prestressed cable structure engineering, the theory of cable force measurement based on frequency method is studied in this paper, and the multi-frequency fitting method based on sinusoidal vibration is proposed.At first, the dynamic model of cable vibration with different boundary conditions and cable stiffness conditions is solved, and the calculation formula of cable force is deduced, and the applicability of multi-frequency fitting method is verified by calculating the cable strands of beam string structure and analyzing the results.Finally, based on the theoretical results, the cable safety monitoring system is developed.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU399;TU317

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本文編號(hào)：1708441