城市重要建筑物安全性中的動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與安全評(píng)估2007.07.15.

1、 城市重要建筑物安全性中動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)與評(píng)估上海浦西第一高樓，建成后將超過(guò)雙子塔成為世界第一高樓.主體建筑高達(dá)高到492米，塔樓為地上101層，總建筑面積381600平方米。合計(jì)人民幣約70億元。 上海世茂國(guó)際廣場(chǎng)的11至60層為五星級(jí)世茂皇家艾美酒店(內(nèi)設(shè)710余套豪華套房)。其-1至10層則定位為南京路上全新高檔購(gòu)物中心，涵括系列餐飲、娛樂(lè)等功能。底層商場(chǎng)臨南京路沿展 165米，配以高雅的室內(nèi)空間設(shè)計(jì)及琳瑯滿目的商品，儼然成為南京路又一購(gòu)物天堂。佇立上海世茂國(guó)際廣場(chǎng)，登高遠(yuǎn)眺，上海灘萬(wàn)種風(fēng)情躍然呈現(xiàn)。 上海世茂國(guó)際廣場(chǎng)上海世茂國(guó)際廣場(chǎng)新中央電視臺(tái)新中央電視臺(tái)新中央電視臺(tái)(世界第三大電視臺(tái)

2、,位于北京)荷蘭庫(kù)哈斯設(shè)計(jì) 地處東三環(huán)路以東、光華路以北、朝陽(yáng)路以南，CBD規(guī)劃范圍內(nèi)。中央電視臺(tái)新臺(tái)址用地面積總計(jì)187，000平方米，總建筑面積約55萬(wàn)平方米,最高建筑約230米，工程建設(shè)總投資約50億元人民幣。中央電視臺(tái)新臺(tái)址建設(shè)工程確定采用荷蘭OMA的設(shè)計(jì)方案。專(zhuān)家評(píng)委認(rèn)為這一方案不僅能樹(shù)立CCTV的標(biāo)志性形象，也將翻開(kāi)中國(guó)建筑界新的一頁(yè)。 南寧地王國(guó)際南寧地王國(guó)際地王國(guó)際，西南第一高樓，高276米58層，定位于南寧唯一國(guó)際5A甲級(jí)純寫(xiě)字樓。 總投資：5億元 新首都機(jī)場(chǎng)新首都機(jī)場(chǎng)主航站樓工程是首都機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程的核心部分，位于首都機(jī)場(chǎng)東跑道東側(cè)。是具有世界一流功能和特色的現(xiàn)代化超大型航空

3、樞紐，建筑面積為28萬(wàn)平方米，地下兩層，地上5層，建筑高度45米，結(jié)構(gòu)類(lèi)型為鋼筋混凝土及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，標(biāo)段總價(jià)為48億元人民幣。 位于北京市郊順義縣天竺鎮(zhèn)首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)內(nèi)，工程建筑面積335萬(wàn)平方米，占地面積約10萬(wàn)平方米，建筑物平面呈工字型，南北長(zhǎng)747米，南北指廊東西寬343米，中央大廳東西寬121米，單層面積達(dá)9萬(wàn)平方米。 新航站樓的南、北、東側(cè)共設(shè)有36個(gè)登機(jī)橋，可同時(shí)停靠36架飛機(jī)。樓內(nèi)設(shè)自動(dòng)步道、自動(dòng)扶梯、配有168個(gè)辦票柜臺(tái)、設(shè)有行李自動(dòng)分檢、安全檢查、樓宇自動(dòng)化控制、內(nèi)部通訊等先進(jìn)的機(jī)場(chǎng)管理系統(tǒng)。 據(jù)悉，工程將于28日破土動(dòng)工，2007年9月建成。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模，到2015年，新航站

4、樓可滿足年旅客吞吐量3500萬(wàn)人次的需要。屆時(shí)，擴(kuò)建后的首都機(jī)場(chǎng)年旅客吞吐總量可達(dá)到6000萬(wàn)人次，貨郵吞吐量180萬(wàn)噸，飛機(jī)起降50萬(wàn)架次，高峰時(shí)每小時(shí)飛機(jī)起降124架次。 國(guó)際游泳中心國(guó)際游泳中心2008年奧運(yùn)會(huì)期間，國(guó)家游泳中心承擔(dān)游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽，可容納觀眾坐席17000座，其中永久觀眾坐席為6000座，奧運(yùn)會(huì)期間增設(shè)臨時(shí)性座位11000個(gè)(賽后將拆除)。賽后將建成為具有國(guó)際先進(jìn)水平的、集游泳、運(yùn)動(dòng)、健身、休閑于一體的中心。 國(guó)家游泳中心的設(shè)計(jì)方案，是經(jīng)全球設(shè)計(jì)競(jìng)賽產(chǎn)生的“水的立方”（H2O3）方案。該方案由中國(guó)建筑工程總公司、澳大利亞PTW建筑師事務(wù)所、ARUP澳大利

5、亞有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)。易于賽后運(yùn)營(yíng)。 國(guó)家游泳中心由北京市國(guó)有資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)公司負(fù)責(zé)建設(shè)、管理和運(yùn)營(yíng)，將于2003年年底開(kāi)工，工程總工期計(jì)劃3年，計(jì)劃總投資1億多美金，2006年底前完工并投入試運(yùn)行，接受?chē)?guó)際游泳聯(lián)合會(huì)和國(guó)際奧林匹克運(yùn)動(dòng)委員會(huì)的檢查和驗(yàn)收。國(guó)家游泳中心位于北京奧林匹克公園內(nèi)，2008年北京奧運(yùn)會(huì)標(biāo)志性建筑物之一。其與國(guó)家體育場(chǎng)分列于北京城市中軸線北端的兩側(cè)，共同形成相對(duì)完整的北京歷史文化名城形象。國(guó)家游泳中心規(guī)劃建設(shè)用地62950平方米，總建筑面積65000- 80000平方米，其中地下部分的建筑面積不少于15000平方米。 北京國(guó)家體育館北京國(guó)家體育館 國(guó)家體育場(chǎng)國(guó)家體育場(chǎng)-鳥(niǎo)巢鳥(niǎo)巢

6、國(guó)家體育場(chǎng)總投資額約為31.3億元人民幣，作為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng)，“鳥(niǎo)巢” 總建筑面積25.8萬(wàn)平方米，占地20.4公頃，地上高度69.21米。整個(gè)建筑造型呈橢圓形馬鞍形，混凝土結(jié)構(gòu)主體分地下一層，地上七層，組成三層碗狀斜看臺(tái)，可容納觀眾9.1萬(wàn)人。 將承擔(dān)2008年奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式、閉幕式、田徑比賽、男子足球決賽等重要奧運(yùn)賽事活動(dòng)。預(yù)計(jì)2007年完工。 南京朗詩(shī)城市南京朗詩(shī)城市廣場(chǎng)廣場(chǎng)南京朗詩(shī)城市廣場(chǎng)總用地面積32778.7平方米，總建筑面積22萬(wàn)平方米左右。城市廣場(chǎng)設(shè)有超高層純寫(xiě)字樓、星級(jí)酒店和高檔商業(yè)，主樓高達(dá)228米，地上建筑層數(shù)為45層。整體設(shè)計(jì)遵循優(yōu)雅簡(jiǎn)潔的原則。外觀品位高

7、雅，超高層主樓采用閃亮的玻璃立面，頂端是四扇獨(dú)立的玻璃墻。 總投資20億元左右。武漢天興洲長(zhǎng)江大橋武漢天興洲長(zhǎng)江大橋 正橋全長(zhǎng)4657米。公路橋?yàn)殡p向6車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速80公里/小時(shí)，主跨504米，主塔高189米，是世界上跨度最大的公鐵兩用斜拉橋，其中鐵路橋可并排跑四列火車(chē)(兩條客運(yùn)線和兩條貨運(yùn)線)。該橋因其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和特有的施工難度，被橋梁界譽(yù)為跨江橋的里程碑。 總投資：30多億元 2008年完工武漢第六座長(zhǎng)江大橋。 國(guó)家大劇院國(guó)家大劇院 國(guó)家大劇院工程位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，總占地面積11.893公頃，總建筑面積149520平方米，總投資額26.88億人民幣。主體建筑由外部圍護(hù)

8、鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2416個(gè)坐席的歌劇院、2017個(gè)坐席的音樂(lè)廳、1040個(gè)坐席的戲劇院、公共大廳及配套用房組成。外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體呈半橢球形，其平面 投影東西方向長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為212.20米，南北方向短軸長(zhǎng)度為143.64米，建筑物高度為46.285米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達(dá)到-32.5米。橢球形屋面主要采用鈦金屬板飾面，中部為漸開(kāi)式玻璃幕墻。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達(dá)35500平方米，各種通道和入口都設(shè)在水面下。 國(guó)家大劇院高4668米，比人民大會(huì)堂略低332米。但其實(shí)際高度要比人民大會(huì)堂高很多，因?yàn)閲?guó)家大劇院地下的高度有10層樓那么高，其60的建筑在地下。 總投資：27億元 2008年完工

9、 設(shè)計(jì)：Paul And reuandADP 武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心武漢琴臺(tái)文化藝術(shù)中心琴臺(tái)文化藝術(shù)中心總建筑面積6萬(wàn)平方米，主要包括1800座的大劇院、1600座的音樂(lè)廳和附屬設(shè)施。與大劇院隔湖相望的文化廣場(chǎng)由親水平臺(tái)、臨水舞池和園林綠化組成，可同時(shí)容納3萬(wàn)人觀賞演出。建成后，它將成為占地達(dá)到2.15平方公里的文化藝術(shù)中心 。 總投資：5.6億元 在強(qiáng)鳳、強(qiáng)震在強(qiáng)鳳、強(qiáng)震 作作 用下的振動(dòng)和動(dòng)態(tài)用下的振動(dòng)和動(dòng)態(tài) 變形監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估變形監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估高層建筑物在強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)震作用下 振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立的建立的目的和意義目的和意義 雖然，城市的高程、超高層建筑物都有詳雖然

10、，城市的高程、超高層建筑物都有詳細(xì)的理論設(shè)計(jì)參數(shù)細(xì)的理論設(shè)計(jì)參數(shù).而且，還有遭受地震和臺(tái)而且，還有遭受地震和臺(tái)風(fēng)時(shí)大廈理論振動(dòng)的參數(shù)值風(fēng)時(shí)大廈理論振動(dòng)的參數(shù)值. 但是，這些建筑物但是，這些建筑物,在長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，不在長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)過(guò)程中，不斷地受到地質(zhì)條件的變遷、地震、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、斷地受到地質(zhì)條件的變遷、地震、強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、地下水的變化和地層的沉降不均等因素的變地下水的變化和地層的沉降不均等因素的變化，使這些建筑物偏離原理論設(shè)計(jì)參數(shù)化，使這些建筑物偏離原理論設(shè)計(jì)參數(shù), 導(dǎo)致建筑物受到結(jié)構(gòu)性的損傷導(dǎo)致建筑物受到結(jié)構(gòu)性的損傷.嚴(yán)重嚴(yán)重地影響建筑物的安全運(yùn)行地影響建筑物的安全運(yùn)行. 中國(guó)內(nèi)地城市的高層、超高層建筑

11、眾多中國(guó)內(nèi)地城市的高層、超高層建筑眾多. 尤其像上海、北京、深圳等大、中城市高層建尤其像上海、北京、深圳等大、中城市高層建筑云集筑云集.長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)期間對(duì)影響建筑物安全的監(jiān)長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)期間對(duì)影響建筑物安全的監(jiān)測(cè)，特別是大廈的振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)的重要測(cè)，特別是大廈的振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)的重要性還未被緊迫地重視性還未被緊迫地重視. 隨著自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活的襲擊隨著自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活的襲擊愈來(lái)愈頻繁，造成的損失愈慘重愈來(lái)愈頻繁，造成的損失愈慘重.嚴(yán)峻的形勢(shì)，嚴(yán)峻的形勢(shì)，迫使人們的安全意識(shí)要不斷地提高迫使人們的安全意識(shí)要不斷地提高,確保高層、確保高層、高層及重要建筑物的營(yíng)運(yùn)安全，就愈來(lái)愈被人高層及重

12、要建筑物的營(yíng)運(yùn)安全，就愈來(lái)愈被人們關(guān)注們關(guān)注.必將也成為政府、管理者關(guān)心的重要必將也成為政府、管理者關(guān)心的重要視點(diǎn)視點(diǎn). 觀測(cè)系統(tǒng)不但可以對(duì)國(guó)內(nèi)、外超高觀測(cè)系統(tǒng)不但可以對(duì)國(guó)內(nèi)、外超高層建筑設(shè)計(jì)有指導(dǎo)和參考價(jià)值，有利于以層建筑設(shè)計(jì)有指導(dǎo)和參考價(jià)值，有利于以后同類(lèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)后同類(lèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì). . 事實(shí)上事實(shí)上, ,這項(xiàng)工作為同類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作為同類(lèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑和建筑, ,在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中做了在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中做了 “地震模擬實(shí)地震模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)”和和 “ “風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)”.”. 與此同時(shí)，這項(xiàng)工作的開(kāi)展對(duì)災(zāi)害與此同時(shí)，這項(xiàng)工作的開(kāi)展對(duì)災(zāi)害定量預(yù)測(cè)、安全評(píng)估有極為重要的意義定量預(yù)測(cè)、安全評(píng)估有極為重要的意

13、義. . . 能為政府及大廈營(yíng)運(yùn)管理部門(mén)預(yù)先了解地能為政府及大廈營(yíng)運(yùn)管理部門(mén)預(yù)先了解地震、風(fēng)力或沉降不均等對(duì)筑筑的影響程度震、風(fēng)力或沉降不均等對(duì)筑筑的影響程度,有利有利于對(duì)災(zāi)害或事故處理的正確決策，防于對(duì)災(zāi)害或事故處理的正確決策，防 范于未然范于未然. 2005年，該觀測(cè)系統(tǒng)首先在某大廈實(shí)驗(yàn)成年，該觀測(cè)系統(tǒng)首先在某大廈實(shí)驗(yàn)成功功.這是國(guó)內(nèi)、外首次對(duì)高層建筑物用動(dòng)態(tài)變形這是國(guó)內(nèi)、外首次對(duì)高層建筑物用動(dòng)態(tài)變形連續(xù)監(jiān)測(cè)方法，對(duì)高程建筑物進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)和安連續(xù)監(jiān)測(cè)方法，對(duì)高程建筑物進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)和安全評(píng)估全評(píng)估.為該領(lǐng)域的安全監(jiān)控和評(píng)估提供了的新為該領(lǐng)域的安全監(jiān)控和評(píng)估提供了的新途徑和新方法并取得預(yù)期更好

14、的效果途徑和新方法并取得預(yù)期更好的效果 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和科技成果社會(huì)化應(yīng)用，高層和超高層建筑物的振動(dòng)與動(dòng)態(tài)變形的監(jiān)測(cè)和安全評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)就成為可能. 我們運(yùn)用數(shù)十年來(lái)在地學(xué)災(zāi)害防御和對(duì)策研究在國(guó)內(nèi)、外實(shí)踐而聚集的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)再創(chuàng)新，研制成功高程建筑物的振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)與安全評(píng)估系統(tǒng).該系統(tǒng)涉及到傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、通訊技術(shù)、光機(jī)電一體化等方面的研制，在軟件的支撐下的，集現(xiàn)代一些科技成果應(yīng)用、有關(guān)學(xué)科成果的有機(jī)組合和創(chuàng)新的產(chǎn)物. 對(duì)對(duì)超級(jí)高層大廈，進(jìn)行實(shí)際振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形的超級(jí)高層大廈，進(jìn)行實(shí)際振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形的觀測(cè)和分析觀測(cè)和分析, ,不僅可檢驗(yàn)實(shí)際觀測(cè)結(jié)果與理論設(shè)計(jì)不僅可檢驗(yàn)實(shí)際觀測(cè)結(jié)果

15、與理論設(shè)計(jì)的偏差的偏差, ,而且還可檢測(cè)大廈自身結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)中的安而且還可檢測(cè)大廈自身結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)中的安全性能全性能. . 觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)某大廈這樣的構(gòu)筑物進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)連續(xù)變形監(jiān)測(cè)，通過(guò)大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)和理論模擬計(jì)算,可預(yù)測(cè)一些強(qiáng)地震、強(qiáng)風(fēng)力對(duì)高層建筑物結(jié)構(gòu)的損害和內(nèi)部家具、設(shè)備傾覆程度. 特別是特別是20052005年某大廈經(jīng)受多次強(qiáng)臺(tái)風(fēng)年某大廈經(jīng)受多次強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的侵襲過(guò)程的動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)，獲得大量而又的侵襲過(guò)程的動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)，獲得大量而又十分寶貴的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)大廈的結(jié)構(gòu)狀態(tài)安十分寶貴的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)大廈的結(jié)構(gòu)狀態(tài)安全性分析和評(píng)估具有重要的意義全性分析和評(píng)估具有重要的意義. .啟動(dòng)我國(guó)在啟動(dòng)我國(guó)在該領(lǐng)域發(fā)展該

16、領(lǐng)域發(fā)展, ,填補(bǔ)空白填補(bǔ)空白. . 此項(xiàng)工作的開(kāi)展在經(jīng)濟(jì)效益方面有重要的意義和較高的商業(yè)價(jià)值. 例如，美國(guó)提供給某超高層大廈設(shè)計(jì)方面例如，美國(guó)提供給某超高層大廈設(shè)計(jì)方面的有關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)價(jià)就高達(dá)上百萬(wàn)美元的有關(guān)觀測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)價(jià)就高達(dá)上百萬(wàn)美元. .本項(xiàng)本項(xiàng)課題的開(kāi)展課題的開(kāi)展, ,積累一定量的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)提供積累一定量的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)提供給國(guó)內(nèi)給國(guó)內(nèi)( (甚至國(guó)外甚至國(guó)外) )使用單位使用單位, ,相信也會(huì)有較好相信也會(huì)有較好的經(jīng)濟(jì)利益的經(jīng)濟(jì)利益. . 另外另外, ,由于本系統(tǒng)首次應(yīng)用在高層建筑由于本系統(tǒng)首次應(yīng)用在高層建筑物的安全監(jiān)測(cè)評(píng)估中，它獲得的可信數(shù)據(jù)，物的安全監(jiān)測(cè)評(píng)估中，它獲得的可信數(shù)據(jù)，引

17、起了國(guó)際著名的超高屬層建筑物設(shè)計(jì)專(zhuān)家引起了國(guó)際著名的超高屬層建筑物設(shè)計(jì)專(zhuān)家的關(guān)注和重視的關(guān)注和重視. . 例如，美國(guó)例如，美國(guó)SOMSOM高層建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所的高層建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所的總裁總裁MarkMark先生先生( (美國(guó)希爾斯大廈，中國(guó)該大美國(guó)希爾斯大廈，中國(guó)該大廈設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)者廈設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)者) )對(duì)該大廈開(kāi)展本系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)對(duì)該大廈開(kāi)展本系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)而敬佩，認(rèn)為這是一項(xiàng)十分有益的創(chuàng)新而敬佩，認(rèn)為這是一項(xiàng)十分有益的創(chuàng)新. .監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立的建立的內(nèi)容與構(gòu)建內(nèi)容與構(gòu)建 對(duì)大廈的振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形觀測(cè)的對(duì)大廈的振動(dòng)和動(dòng)態(tài)變形觀測(cè)的 工作內(nèi)容工作內(nèi)容 1 .1 .在該大廈樓層核心筒旁承重墻在該大廈樓層核心筒旁

18、承重墻( (弱電井內(nèi)弱電井內(nèi)) )上安裝自主上安裝自主研制的伺服加速度器為傳感的傾變數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行連續(xù)研制的伺服加速度器為傳感的傾變數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)觀測(cè). .以便能得到在不同風(fēng)速下（甚至地震）振動(dòng)位移數(shù)據(jù)資以便能得到在不同風(fēng)速下（甚至地震）振動(dòng)位移數(shù)據(jù)資料料. . 2 .2 .計(jì)算出其前三階振型及其頻率和阻尼比計(jì)算出其前三階振型及其頻率和阻尼比, ,并與理論設(shè)計(jì)并與理論設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比值進(jìn)行對(duì)比. . 3 .3 .對(duì)該大廈進(jìn)行對(duì)該大廈進(jìn)行“粗指紋粗指紋”健康診斷健康診斷. . 4 .4 .通過(guò)多次臺(tái)灣地震通過(guò)多次臺(tái)灣地震, ,計(jì)算上海軟土層面波的地震動(dòng)響應(yīng)計(jì)算上海軟土層面波的地

19、震動(dòng)響應(yīng), ,預(yù)測(cè)當(dāng)臺(tái)灣發(fā)生預(yù)測(cè)當(dāng)臺(tái)灣發(fā)生8 8級(jí)大震時(shí)級(jí)大震時(shí), ,像引起多大的振動(dòng)像引起多大的振動(dòng)? ?對(duì)之作一個(gè)比對(duì)之作一個(gè)比較準(zhǔn)確、符合實(shí)際的估計(jì)較準(zhǔn)確、符合實(shí)際的估計(jì). . 上述四項(xiàng)工作中上述四項(xiàng)工作中, ,最重要的是第一項(xiàng)工作最重要的是第一項(xiàng)工作, ,即建立即建立觀測(cè)系統(tǒng)觀測(cè)系統(tǒng), ,積累原始觀測(cè)資料積累原始觀測(cè)資料. . 系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成為測(cè)量大廈在大風(fēng)、特別是臺(tái)風(fēng)作用下大廈的飄動(dòng)位移，在大廈的不同高度設(shè)置了10個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)2個(gè)測(cè)向（X、Y向）,配置2臺(tái)量程和靈敏度一致的測(cè)傾傳感儀器,記汞大廈各高程瞬時(shí)傾角變化.以電信號(hào)輸出相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)電纜集中傳送至數(shù)據(jù)觀測(cè)室.進(jìn)行數(shù)據(jù)顯

20、示觀測(cè)或數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳.數(shù)據(jù)采集儀高速采集，并存貯于兩臺(tái)工控機(jī)中.一臺(tái)工控機(jī)屏幕實(shí)時(shí)顯示大樓各測(cè)點(diǎn)傾斜波形;另一臺(tái)工控機(jī)屏幕實(shí)時(shí)顯示大樓擺動(dòng)情況及其矢量圖.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是熱備份的.只要兩臺(tái)電腦不同時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題,觀測(cè)數(shù)據(jù)是連續(xù)的、安全的。 通過(guò)已有的觀測(cè)資料,盡可能地給出對(duì)上海有較大沖擊的，潛在區(qū)域發(fā)生的強(qiáng)地震對(duì)該大廈的影響. 觀測(cè)系統(tǒng)的建立觀測(cè)系統(tǒng)的建立 該該大廈在強(qiáng)風(fēng)中搖擺飄移的位移較大大廈在強(qiáng)風(fēng)中搖擺飄移的位移較大. .根根據(jù)設(shè)計(jì)理論值據(jù)設(shè)計(jì)理論值, ,最大位移單振幅達(dá)最大位移單振幅達(dá)0.70.7m m左右左右. .目前目前, ,常用的位移測(cè)量方法大都達(dá)不到此量程常用的位移測(cè)量方法大都達(dá)不到此量程.

21、.也記錄也記錄不到大廈的振動(dòng)不到大廈的振動(dòng). . 通過(guò)高速、連續(xù)采集大廈傾角變化的測(cè)量通過(guò)高速、連續(xù)采集大廈傾角變化的測(cè)量，得到大廈的瞬間而又連續(xù)的水平位移和振動(dòng)數(shù)，得到大廈的瞬間而又連續(xù)的水平位移和振動(dòng)數(shù)據(jù)據(jù). .在軟件支撐下，經(jīng)過(guò)在軟件支撐下，經(jīng)過(guò)PCPC機(jī)的實(shí)時(shí)計(jì)算和分析機(jī)的實(shí)時(shí)計(jì)算和分析，為實(shí)現(xiàn)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)大廈的實(shí)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)大廈的實(shí)時(shí)“診斷診斷”、事后、事后“會(huì)診會(huì)診”創(chuàng)建基礎(chǔ)創(chuàng)建基礎(chǔ). .系統(tǒng)的構(gòu)建內(nèi)容系統(tǒng)的構(gòu)建內(nèi)容1. 大廈內(nèi)十個(gè)不同高程的樓層布設(shè)測(cè)點(diǎn)大廈內(nèi)十個(gè)不同高程的樓層布設(shè)測(cè)點(diǎn) GK-05D型傳感器型傳感器.2. 設(shè)制共設(shè)制共24通道的專(zhuān)用通道的專(zhuān)用GK-12D型數(shù)據(jù)

22、采集系型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)統(tǒng).3. GPS時(shí)間服務(wù)系統(tǒng)時(shí)間服務(wù)系統(tǒng).4. A/D數(shù)采顯示工控系統(tǒng)數(shù)采顯示工控系統(tǒng).5. 程控電訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)程控電訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng).6. 遠(yuǎn)程控制和指揮系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制和指揮系統(tǒng)7. 軟件支撐系統(tǒng)軟件支撐系統(tǒng). GK-10D型傾角傳感器型傾角傳感器該儀器是利用鉛重?cái)[的瞬時(shí)慣性的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)大廈的長(zhǎng)期、連續(xù)變化的振動(dòng)觀測(cè).當(dāng)物體傾斜變化時(shí)，其變化量通過(guò)前置放大器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電量輸出，來(lái)實(shí)現(xiàn)大廈傾斜變化連續(xù)觀測(cè).。傳感器的標(biāo)定 GK12 D型數(shù)據(jù)采集儀型數(shù)據(jù)采集儀 主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù) 通道數(shù)：8位數(shù)：16量程：10V放大倍數(shù)：1、2、4、8程控采樣率：(每秒每秒1

23、0次、次、20次、次、50次、次、100次程控次程控,自由選擇自由選擇) 數(shù)據(jù)采集儀各單元功能數(shù)據(jù)采集儀各單元功能 * *電平轉(zhuǎn)換器電平轉(zhuǎn)換器將傾斜儀的雙端輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出信號(hào)； * *濾波器濾波器-濾除信號(hào)中的高頻噪聲； * *直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源提供傾角儀所需12V電源及電平轉(zhuǎn)換器所需的5V電源； * *脈沖開(kāi)關(guān)脈沖開(kāi)關(guān)將工控機(jī)每天發(fā)出的一個(gè)脈寬1秒的脈沖轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)信號(hào)，使調(diào)制解調(diào)器復(fù)位，以免死機(jī)。A/DA/D數(shù)采卡數(shù)采卡 1.功能功能在軟件支持下，A/D數(shù)采卡將20路輸入信號(hào)按設(shè)定采樣率依次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào),送入存貯器.以供數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)時(shí)調(diào)用。 2.主要技

24、術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo) 模擬輸入通道數(shù)：24 模擬電壓輸入范圍：10V 模擬輸入阻抗：100M 程控放大器增益：1、2、4、8 A/D分辨率：16位 程控采樣率：10、20、50、100次/秒/每通道 3.輸入插座定義輸入插座定義 37芯D型插頭/座 A/D數(shù)采顯示工控機(jī)數(shù)采顯示工控機(jī)功能功能A/D數(shù)采實(shí)時(shí)圖形顯示數(shù)據(jù)存貯接收GPS授時(shí)遠(yuǎn)程通訊調(diào)制解調(diào)器復(fù)位脈沖 Jupiter GPS授時(shí)接收機(jī)授時(shí)接收機(jī)授時(shí)精度：授時(shí)精度： 10-6 輸出口：輸出口： RS232 2個(gè)個(gè) 天線長(zhǎng)度：天線長(zhǎng)度： 30M 供電：供電： 12V 功耗：功耗： 2.6W調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器 波特率：波特率：9600 輸出

25、口：輸出口：RS 232 供電：供電： 12V 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件波形圖實(shí)時(shí)顯示軟件矢量圖實(shí)時(shí)顯示軟件數(shù)據(jù)回放軟件通訊控制軟件GPS授時(shí)軟件軟件簡(jiǎn)介軟件簡(jiǎn)介 1. 大廈傾斜變化波形圖軟件 2. 大廈傾斜變化矢量圖軟件 3. 大廈傾斜變化遠(yuǎn)程控制軟件 4. GPS時(shí)間同步軟件時(shí)間同步軟件 5. 大廈傾斜變化數(shù)據(jù)回放軟件大廈傾斜變化數(shù)據(jù)回放軟件 6, 大廈傾斜變化文件格式轉(zhuǎn)換軟件大廈傾斜變化文件格式轉(zhuǎn)換軟件 7. 阿爾泰阿爾泰A/D卡卡PCI總線驅(qū)動(dòng)軟件總線驅(qū)動(dòng)軟件示例:GK系列系列動(dòng)態(tài)變動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)動(dòng)態(tài)變動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)在超高程建筑物安全監(jiān)測(cè)方法的在超高程建筑物安全監(jiān)測(cè)方法的綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用 數(shù)據(jù)

26、指揮控制中心數(shù)據(jù)指揮控制中心 數(shù)據(jù)及控制中心位于埔西的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)及控制中心位于埔西的數(shù)據(jù)控制中心控制中心內(nèi)內(nèi)( (與大廈與大廈相距數(shù)十公里以遠(yuǎn)相距數(shù)十公里以遠(yuǎn)).). 中心可通過(guò)主控計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、電話線與大廈中心可通過(guò)主控計(jì)算機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、電話線與大廈工控機(jī)進(jìn)行通訊控制，掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況并可對(duì)參數(shù)進(jìn)行工控機(jī)進(jìn)行通訊控制，掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀況并可對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改。修改。 系統(tǒng)設(shè)置有系統(tǒng)設(shè)置有GPSGPS授時(shí)接收機(jī)，服務(wù)精度為授時(shí)接收機(jī)，服務(wù)精度為1010-6-6。 系統(tǒng)配置的數(shù)據(jù)回放軟件可對(duì)取回的大量數(shù)據(jù)以系統(tǒng)配置的數(shù)據(jù)回放軟件可對(duì)取回的大量數(shù)據(jù)以1 11010倍的速度進(jìn)行回放，便于進(jìn)行后期數(shù)據(jù)

27、處理研究。倍的速度進(jìn)行回放，便于進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理研究。 上海上海一般在風(fēng)作用下的振動(dòng)在風(fēng)作用下的振動(dòng)所謂一般風(fēng)力指除熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)以外的各種風(fēng)向的風(fēng)力.包括雷陣雨的短時(shí)陣風(fēng).遺憾的是該大廈周邊“自由場(chǎng)”自地面至高處的梯度風(fēng)速場(chǎng)沒(méi)有觀測(cè)數(shù)據(jù).事實(shí)上,較清楚地了解和掌握其周邊風(fēng)速場(chǎng)是困難的.因?yàn)?它的周周有許多幢高層建筑,受它們的影響,風(fēng)速場(chǎng)中風(fēng)速及方向變化多端因此給出的風(fēng)速數(shù)據(jù)只是氣象臺(tái)給出的上海地區(qū)大范圍的平均風(fēng)力級(jí)數(shù). 在一般鳳力下的振動(dòng)在一般鳳力下的振動(dòng)各風(fēng)力大小下對(duì)應(yīng)的最大位移(X和Y方向的合成位移):風(fēng)力大小最大合成位移(單振幅)56級(jí)級(jí) 13.8cm 89級(jí)級(jí)(雷雨時(shí)陣風(fēng)雷雨時(shí)陣風(fēng)) 49.6cm在麥莎臺(tái)風(fēng)作用下的振動(dòng)在麥莎臺(tái)風(fēng)作用下的振動(dòng) 20052005年第年第9 9號(hào)臺(tái)風(fēng)號(hào)臺(tái)風(fēng)“麥莎麥莎”（MATSAMATSA）。）。8 8月月5 5日