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建筑结构功能为承受竖向作用(主要 由重力 引起 )及水平作用(由风和地震引起)。对于高层建筑特别是超高层建筑,水平作用的影响更大,因此可将高层建筑检测定位于结构抵抗或承受水平作 用性能的测试上。进行高层建筑检测的核心是如何测试识别结构的实际形态 。为此,可先根据实际建筑的结构形式,确定结构力学模型(如杆系模型、层模型或连续化模型),而将结构形态的识别问题转化为容 易用数学工具处理的模型参数识别问题 。


常规的系统(或系统参数)识别问题主要有两类

第一类是已知系统的输入和输出,求系统的内部结构 ,此为系统的直接识别问题

第二类是已知 系统及其输出,求输 入,此为系统的源识问题

高层建筑检测是要识别系统 ,如按第一类系统识别问题 处理需确知输入然而高层建筑体量巨大 ,很难对其施加足够大的可控力或振动作为输入即使可能的话 ,也因为对输入设备要求高、试验费用昂贵及试验时影响建筑物的正常使用并可能造成结构损坏而不切实际 。因此 ,高层建筑检测需要采用无确知输入要求的间接系统识别法

一.建立在间接识别技术基础上的高层建筑检测的基本思想和技术路线是  

(1) 以环境干扰(地脉动或/和脉动风 )为输入源 ,量测结构的脉动反应 。

(2) 根据结构的脉动反应,采用动力模态识别技术识别结构的振动模态参数(固有频率 、

阻尼比和振型坐标)。

(3) 根据实测的结构动力模态,通过求解结构动力特征值的反问题识别结构的物理参数

(4) 根据结构刚度和柔度等物理参数的变异,判别结构损伤的部位和大小。

(5) 采用实测的结构参数进行结构抗震、抗风可靠度分析,评价结构的实际 可靠度水平 。


二. 结构损伤诊断

2.1损伤的定义及表现

结构损伤的定义为:结构原有形态的破坏。结构损伤在物理状态空间表现为刚度降低、柔度增大;在模态状态空问表现为固有频率降低

2.2 损伤的诊断

从实用的角度出发,结构损伤诊断需判明损伤的部位及部位物理参数的变化由于损伤是相对的,是此时较初时结构状态的改变 。因此,损伤的客观诊断需至少进行两次不同时刻的结构测试,通过对比所识别的结构不 同时刻的物理参数 ,对损伤作出判断

很多情况下(如旧房鉴定、灾后房屋鉴定),需通过一次测试对结构损伤作出判断 ,此时可以结构设计时的理论状态作为初时结构状态。与结构设计状态比较,结构物理参数的改变可定义为结构的理论损伤

三.结构可靠性评价

3.1 群体可靠度与单体可靠度常规的结构可靠度计算所采用的结构统计参数是群体统计意义上的 ,因此所计算的可靠度是结构群体的可靠度,印大量同类结构在随机荷载下的概率可靠度水平 。通过结构检测 ,可获得单体结构实际物理参数及其统计特征 ,以此计算的结构可靠度是结构的单体可靠度,即在随机荷载下某一具体结构的概率可靠水平 。由于建筑物的个性很强,结构的单体可靠度较群体可靠度更有意义

3.2 整体刚度可靠度与整体强度可靠度

高层建筑抵抗侧力需满足整体刚度要求和整体强度要求。高层建筑整体刚度要求是对层间变形和楼顶变形 的要求。 由于通过结构检测,已识别出结构刚度和柔度,按现有结构可靠度计算方法(如一次二阶矩法 )可简便计算结构整体刚度可靠度 。

在我国现行规范中,还未明确规定高层建筑整体强度要求,建议定义为结构各楼层的层剪力和层弯矩 抗力 不小于 外载 引起 的楼 剪力 弯矩 。由于结构 动力 检测 仅获结构整体刚度,为取得结构楼层抗力,可进行结构材料 取样,取得实际材料强度指标 ,再由结构实际刚度参数和强度指标,根据实际结构型式 ,通过结构分析获得结构层抗力 ,进而评价结构整体强度可靠度


四.应用

高层建筑检测技术的应用范围很广,可应用的领域有

(1) 新建建筑鉴定。评价是否达到设计要求,检验设计计算的准确性 。

(2) 旧建筑鉴定。诊断是否有损伤 ,评价能否继续使用 。

(3) 灾后建筑损伤诊断 。标识损伤位置和严重性,评判是否需加固和可否继续使用 。

(4) 加固建筑检测评判加固效果和加固后建筑的可靠度水平 。

(5) 重要建筑监测。对于重要的超高层建筑进行定期和不定期检测,以监视结构的可靠度和损伤情况 。

(6) 结构控制设计与使用 。为主动或被动结构控制的设计与使用提供准确实用的结构模态参数 。

(7) 智能结构子系统。智能结构是指能根据外部环境自动调整结构参数和构造型式以提供最优的结构性能 的结构系统。以结构检测原理为基础的结构监测系统可构成智能结构的感受或神经子系统 。

以上就是上海砼测的小编给大家带来关于高层建筑检测的方法及高层建筑检测技术应用的领域。