浙江大学建筑工程学院以国家科技部863计划"复杂环境下大跨度空间结构故障预警技术"(2007年)为主要依托,根据目前土木工程监测领域中,现有监测设备与评估系统存在的弊病,结合无线通讯技术,进行学科交叉,自主研制开发了目前世界土木工程监测领域最先进的无线传感新技术,同时结合工程自身特性,开发一系列针对性更强的专业安全评估及监控系统。
大跨度空间结构一般应用于体育场馆、机场候机楼、会展中心、影剧院等大型民用公共建筑,也应用于厂房、机库、储料库等大型工业生产建筑,其安全性关乎国家经济建设,人民生命安全。大跨度空间结构作为一类国家重大设施,从产品全寿命的影响因素去考察,应包含设计、施工与使用阶段三个层面。
课题组根据研究计划与合同,主要对适合大跨度空间结构故障预警的无线传感技术进行了重点攻关,同时对现有成熟的光纤传感技术进行了改进与开发,共形成新产品14项。
根据模块化设计思路,项目组目前开发的基于各类测试参数的无线传感产品系列包括:无线传感及组网基站系统(WSN)、无线加速度传感器(WAS)、无线应变传感器(WSS)、无线温度传感器(集成于无线振弦式应力传感器)(WTS)、无线位移传感器(WDS)、无线气压温度传感器(WBS)、无线风速风压传感器(WWS)、无线振弦式应力传感器(WCS)、太阳能收集供电系统(SEH)。
世博会英国展馆的监控
上海世博会英国馆位于世博园区C片区,外型简洁独特。展馆最大的亮点是由6万根蕴含植物种子的透明亚克力刺杆组成的巨型"种子殿堂"。这些触须状的"种子"顶端都带有一个细小的彩色光源,所有触须会随风轻微摇动,使展馆表面形成可变幻的色彩和光泽。英国馆主展馆的总尺寸:25m (宽) x 25m (长) x 20m (高);内结构盒尺寸:15m (宽) x 15m(长) x 10.4m (高) 。结构采用钢木结合体系,8根箱形斜钢柱作为结构的竖向支承构件,主展馆楼板部分为钢桁架结构,主展馆与周边混凝土结构之间的连接钢桥约束结构的水平位移,该工程采用的钢材均为Q345B,结构用钢量约150t;展厅的墙和屋面采用一种木肋梁——板的木结构体系,通过钢板节点连接到钢桁架楼板上,形成盒状封闭空间。
奥运会鸟巢国家体育场的远程监控
国家体育场结构体系新颖、跨度大、受力复杂,大量采用新技术、新材料和新工艺,在很多方面超出了国内乃至国际现行建筑结构相关规范的范畴,在设计、施工上具有很大创新性和挑战性,体现了科技奥运的理念。同时,由于独特的"鸟巢"体系,主桁架跨度大、构件存在空间扭转、连接关系与传力路径复杂,实际工况的复杂性以及现实复杂的环境荷载影响使得我们很难通过数值分析方法来评价这一新型结构体系的实际应力与变形状态,必须借助先进可靠的实时监测设备与分析系统。






