基于MEMS傾角儀的建筑結(jié)構(gòu)地震過程轉(zhuǎn)角監(jiān)測(cè).pdf

1、地震災(zāi)害是全球共同面臨的一種巨大的、不可避免的自然災(zāi)害，它以突發(fā)性強(qiáng)、無法抗拒、持續(xù)時(shí)間短等特點(diǎn)可以造成重大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)過程是影響及表征結(jié)構(gòu)損傷的重要參數(shù)。所以監(jiān)測(cè)地震過程中結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)了解結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)制具有重要意義，然而目前現(xiàn)有便捷、可靠、價(jià)值適宜的監(jiān)測(cè)手段非常缺乏。
　　本文提出了一種基于MEMS傾角儀的結(jié)構(gòu)地震過程轉(zhuǎn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)方法，主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)對(duì)MEMS傾角儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的

2、研究，得到動(dòng)態(tài)響應(yīng)的解析解，并通過假定參數(shù)，確定傾角儀輸出的差值百分比與頻率的大體關(guān)系。通過傾角儀的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)標(biāo)定試驗(yàn)，得到了傾角儀的靈敏度系數(shù)，并確定MEMS傾角儀的使用條件:在滿足一定工程測(cè)量誤差條件下，外激勵(lì)超過0.5Hz時(shí)，需對(duì)傾角儀的數(shù)據(jù)按照一個(gè)四次方程式進(jìn)行修正。⑵設(shè)計(jì)一個(gè)單層有機(jī)玻璃框架模型，其基礎(chǔ)通過與彈簧連接實(shí)現(xiàn)設(shè)定轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。通過振動(dòng)臺(tái)掃頻試驗(yàn)測(cè)得該模型的基本周期頻率;通過正弦位移輸入，確定基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度;通

3、過El Centro波的輸入，確定監(jiān)測(cè)方法的可行性。本文建立了該模型的有限元模型，輸入底層正弦位移曲線，得到了基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)大小、柱底彎矩及基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度。通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比以及基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度與理論值的比較分析，確定了該角度監(jiān)測(cè)方法的可行性以及基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度計(jì)算的準(zhǔn)確性。⑶設(shè)計(jì)一個(gè)鋼筋混凝土圓柱模型，并對(duì)其頂部進(jìn)行往復(fù)側(cè)推試驗(yàn)。采用傾角儀測(cè)量鋼筋混凝土圓柱底端節(jié)點(diǎn)塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，并通過傾角儀輸出的相對(duì)轉(zhuǎn)角與位移計(jì)輸出進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該監(jiān)測(cè)方