具有损伤自动诊断功能的智能高耸结构系统的基础研究

高耸结构，包括输电塔、通信桅杆和电视塔，是一类应用广泛的土木工程结构。我国每年都会发生多座高耸结构风致倒塌破坏的重大工程事故，并造成重大的经济损失。由于高耸结构是输送国民经济建设"血液"的生命线工程，因此防止此类事故的发生是当前国家建设的重中之重的任务。本项目针对引起高耸结构风致倒塌破坏主要的三种结构损伤（节点连接螺栓脱落、杆件的低周累积塑性疲劳、节点板的高周累积裂纹疲劳），研究建立具有损伤自动诊断功能的智能高耸结构系统的基本理论及其系统集成的技术，以实现"当这三类结构损伤一旦发生，系统就会依据实时自动采集的高耸结构的风致响应，自动识别出损伤发生的位置和程度，并将它们和它们对结构安全的影响通过人机交互界面及时告知用户"。以使用户能及时维修，保证高耸结构在使用中的安全。显然，本项目的研究成功对减少我国每年都要发生的高耸结构风致倒塌的工程事故将具有重大的意义。

高耸结构，包括输电塔、通信桅杆等，是一类应用广泛的土木工程结构。我国每年都会发生多座高耸结构风致倒塌破坏的重大工程事故，并造成重大的经济损失。由于高耸结构是输送国民经济建设“血液”的生命线工程，因此防止此类事故的发生是当前国家建设的重中之重的任务。针对高耸结构风致倒塌的原因，本项目申请了“具有损伤自动诊断功能的智能高耸结构系统的基础研究”的研究课题。. 本项目深入地研究了灾害风作用下高耸结构的风致倒塌破坏的机理，其中创建了下击暴流灾害风的多尺度混合模拟方法，建立了高耸结构风致倒塌的有限元分析模型，分析了高耸结构风致倒塌过程中结构构件的破坏，确定了会引起高耸结构风致倒塌的可能的结构损伤。针对引起高耸结构风致倒塌破坏主要的三种结构损伤（法兰拼装节点螺栓脱落损伤、塔身压弯主杆弹塑性失稳损伤、结构焊接结点板焊缝的高周“焊接-风致“累积疲劳裂纹萌生损伤），本项目提出了三种结构损伤的诊断方法。研发了光纤声发射传感系统智能材料器件，完成了具有损伤自动诊断功能的智能高耸结构模型系统的集成，並进行了试验。. 研究结果表明：项目组创建的“具有损伤自动诊断功能的智能高耸结构系统”能完成对引起高耸结构风致倒塌的三种结构损伤的自动诊断，实现对高耸结构抗倒塌的安全预警。这样，当灾害风作用下这三类结构损伤一旦发生，智能高耸结构系统就会依据实时自动采集的高耸结构的风致响应，自动识别出损伤发生的位置，并将它们通过人机交互界面及时告知用户”。以使用户能及时维修，保证高耸结构在使用中的安全。. 显然，本项目的研究成功对减少我国每年都要发生的高耸结构风致倒塌的工程事故将具有重大的意义。