建筑结构安全监测发展历程，以及建筑结构安全监测系统...

一、建筑结构安全监测发展历程   

    健康监测系统起源于航空航天领域，而后逐渐被应用于大坝、桥梁、水库等大型结构当中，近年来随着土木行业的兴起，开始被应用于复杂的建筑结构的施工和服役过程中。结构健康监测最初目的是进行结构的载荷监测，随着结构日益向大型化、复杂化和智能化发展，结构监测技术的内容也逐渐丰富起来开始向结构损伤检测、安全评估、结构寿命预测等方面发展。结构健康监测的前提是从工程结构中提取能够反映结构特征的参数信号，如应力、应变、温度、变形、速度、加速度、位移等局部或整体信号，然后利用合理有效的信息处理方法从采集的原始数据中提取结构损伤和老化信息，对结构所承受的载荷和结构运营状况进行监测，为结构的安全使用和维护工作提供参考，达到降低维护费用，预报灾难性事件的发生并将损失降低至最小的目的。结构健康监测起源于20世纪50年代,最初目的是进行结构的载荷监测。
    20世纪80年代中后期到90年代,结构健康监测系统的研究迅速发展起来,欧美一些国家首先明确提出了结构健康监测的新理念,并先后在一些重要的大跨度桥梁或结构体系新颖的桥梁上安装了健康监测系统,主要监测环境荷载、结构振动和局部应力状态,用以监测施工质量、验证设计假定和评定结构安全状态。而直到20世纪90年代我国才开始对结构健康监测进行研究，并在一些大型重要的桥梁上开始建立了不同规模的结构健康监测系统，香港青马大桥、汲水门大桥和汀九大桥，内地的虎门大桥、徐浦大桥、江阴长江大桥、南京长江二桥等在均在施工阶段就开始安装健康监测用的传感设备，以备将来运营期间的实时监测。随着社会经济的发展，人们对防灾减灾的日益重视，结构健康监测系统研究已经成为航空航天、国防、复合材料、土木工程等领域的热点研究方向，各国均在新建的和己服役的许多重要工程结构上增设健康监测系统。

二、建筑结构安全监测系统的设计原则
    近年来随着传感器技术、信息采集技术以及测试分析技术的迅猛发展，基于各种监测技术的实时、连续性的结构健康监测系统开始被广泛应用于大型结构物进行健康监测与安全评估，及时发现安全隐患，并建立安全预警系统。在结构的安全监测系统设计中，明确目的与功能的主辅原则与效率-成本最优原则是安全监测系统设计的原则。安全监测系统的设计应该是以建立系统的目的和功能为主导性，只有确定建立安全监测系统的目的，才能根据监测的主要目标确定监测方案和仪器系统。对于特定项目，建立安全监测的目的可以是结构监控和评估，或者设计验证，甚至是理论研究发展。安全监测系统的设计同样遵循效率-成本最优原则，任何研究都应该做到使用最小的消耗完成最大的效益。监测系统的设计首先确定监测目的，并根据监测目的确定监测内容和布点位置，在综合考虑监测系统的建设规模、工程预算、结构特点、工作环境的基础上，对监测系统的传感器系统、信号采集和传输系统进行选择并设计施工布置方案，并设计先进的数据管理和分析软件，实现对大跨钢结构的安全监测。
    安全监测系统的设计与应用还应符合以下要求：
（1）应采用成熟的技术和产品，以确保系统的可靠性和稳定性；
（2）应采用高精度、高耐久性的产品，以确保系统的精确性和耐久性；
（3）应采用模块化设计，并对整体设计进行优化，以确保系统的可替换性和经济性；
（4）设计应具有开放性，以确保系统良好的升级换代能力和监控功能；
（5）传感器数量和设备能力等应具有适度冗余，以确保系统的可靠性，和满足系统未来改进、扩展和完善的需求；
（6）安全监测系统采用实时监测和定期监测结合的办法，根据监测的特点，确定实时监测和定期监测的频率和次数。

（文中部分图片和内容来源于网络，版权归原作者及原出处所有，如涉侵权或原版权所有者不同意转载，请及时联系，以便立刻删除。）