結構遠程協(xié)同試驗原理、方法和應用

內(nèi)容概要

　　本系統(tǒng)地介紹了結構遠程協(xié)同試驗的原理、方法和典型的試驗案例。
主要內(nèi)容包括：結構遠程協(xié)同試驗在國內(nèi)外的發(fā)展狀況，網(wǎng)絡化結構實驗室
NetsLab建設中的相關技術問題，如試驗通訊平臺的開發(fā)、遠程協(xié)同擬動力試驗方法及控制技術、復雜結構試驗的子結構劃分技術、邊界條件處理技術、遠程協(xié)同試驗應用程序開發(fā)，以及在多個高等學校之間開展的遠程協(xié)同擬動力試驗研究。此外，本書還介紹了網(wǎng)絡化結構實驗室系統(tǒng)在遠程健康監(jiān)測中的應用。
《結構遠程協(xié)同試驗(原理方法和應用)(精)》可供從事結構抗震的研究的科技人員參考。

作者簡介

肖巖
現(xiàn)任教育部長江學者，湖南大學特聘教授，湖南大學土木工程學院院長，美國南加州大學土木系終身教授。擔任的社會職務包括：美國土木工程師學會(ASCE)副主編；國際組合結構協(xié)會(ASCCS)理事；《自然災害學報》副主任委員；《建筑鋼結構進展》雜志特約編輯。

書籍目錄

前言
第1章  緒論
  1.1 結構試驗的網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢
  1.2 基于網(wǎng)絡的結構遠程協(xié)同試驗研究現(xiàn)狀
    1.2.1 韓國和日本的遠程試驗網(wǎng)絡
    1.2.2 美國的NEES計劃
    1.2.3 減輕地震風險的歐洲網(wǎng)絡
    1.2.4 韓國的KOCED計劃
    1.2.5 中國臺灣的ISEE平臺
    1.2.6 國際跨平臺交流
  1.3 中國內(nèi)地的NetSLab系統(tǒng)
  1.4 遠程協(xié)同試驗的一些挑戰(zhàn)
第2章  網(wǎng)絡化結構實驗室NetSLab系統(tǒng)構建
  2.1 總體構思
  2.2 網(wǎng)絡通訊平臺的開發(fā)
  2.3 湖南大學開發(fā)的NetSLab網(wǎng)絡通訊平臺
    2.3.1 數(shù)據(jù)模型和通訊協(xié)議
    2.3.2 網(wǎng)絡通訊平臺的執(zhí)行
    2.3.3 其他的系統(tǒng)功能
  2.4 遠程協(xié)同試驗的通訊框架
    2.4.1 國內(nèi)網(wǎng)絡狀況及面臨的問題
    2.4.2 實現(xiàn)防火墻穿越的兩種通訊框架
    2.4.3 通訊測試
  2.5 試驗結果的網(wǎng)上發(fā)布
  2.6 基于NetsLab網(wǎng)絡通訊平臺的程序開發(fā)原理
    2.6.1 NetSLab網(wǎng)絡通訊平臺的安裝
    2.6.2 NetSLab網(wǎng)絡通訊平臺的接口函數(shù)和事件
    2.6.3 NetSLab網(wǎng)絡通訊平臺的網(wǎng)絡監(jiān)聽及通訊接入原則
    2.6.4 通訊數(shù)據(jù)包
第3章  遠程協(xié)同試驗應用程序開發(fā)
  3.1 引言
  3.2 遠程協(xié)同擬動力試驗方法
    3.2.1 基本原理
    3.2.2 數(shù)值積分方法
  3.3 遠程協(xié)同試驗程序開發(fā)
    3.3.1 系統(tǒng)構架
    3.3.2 單層結構遠程協(xié)同試驗程序
    3.3.3 考慮扭轉情況的遠程協(xié)同試驗程序
    3.3.4 多層結構遠程協(xié)同試驗程序
    3.3.5 橋梁結構遠程協(xié)同試驗程序
    3.3.6 橋梁樁基遠程試驗程序
  3.4 應用程序的事務處理
    3.4.1 通訊故障事務處理
    3.4.2 網(wǎng)絡中斷事務處理
  3.5 應用程序與試驗設備的連接
    3.5.1 MTS控制系統(tǒng)
    3.5.2 應用程序與MTS控制系統(tǒng)的對接方法
第4章  遠程協(xié)同擬動力試驗案例
  4.1 引言
  4.2 鋼管混凝土柱遠程協(xié)同擬動力試驗
  4.3 FRP加固柱的橋梁結構遠程協(xié)同擬動力試驗
  4.4 單層框架結構遠程協(xié)同擬動力試驗
    4.4.1 試驗方案
    4.4.2 地震波輸入
    4.4.3 試驗的網(wǎng)絡環(huán)境
    4.4.4 試驗結果
  4.5 十層鋼管混凝土柱鋼梁框架的遠程擬動力試驗
    4.5.1 結構模型
    4.5.2 加載裝置
    4.5.3 試驗子結構剛度測試
    4.5.4 地震加速度記錄選取
    4.5.5 試驗結果
    4.5.6 模擬分析對比
  4.6 多跨橋網(wǎng)上公開遠程協(xié)同擬動力試驗
    4.6.1 試驗設計
    4.6.2 地震波輸入
    4.6.3 試驗結果及分析
  4.7 RussionRiver橋遠程協(xié)同擬動力試驗
  4.8 橋墩與預制樁基礎的遠程協(xié)同擬動力試驗
    4.8.1 概述
    4.8.2 橋梁模型
    4.8.3 試驗模型
    4.8.4 試驗細節(jié)
    4.8.5 試驗結果
第5章  網(wǎng)絡化結構試驗系統(tǒng)NetsLab的功能擴充
  5.1 遠程健康監(jiān)測
    5.1.1 遠程健康監(jiān)測研究和應用簡介
    5.1.2 基于NetSLab的遠程監(jiān)測和識別
    5.1.3 數(shù)據(jù)遠程傳輸模擬試驗
  5.2 遠程監(jiān)控
    5.2.1 湘江二橋的遠程監(jiān)控
    5.2.2 風場和建筑結構風致響應的遠程監(jiān)控
    5.2.3 美國文生湯瑪斯大橋的遠程實時監(jiān)控
    5.2.4 遠程控制
  5.3 遠程教育和科研
第6章  遠程試驗系統(tǒng)的展望
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   第1章 緒 論 1.1 結構試驗的網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢 現(xiàn)代結構工程的發(fā)展與結構試驗密不可分，特別是結構工程的抗震性能研究在這方面表現(xiàn)的尤為突出。由于地震發(fā)生機制和結構抗震性能的復雜性，僅憑理論分析的手段很難把握結構在地震作用下的性能、反應過程和破壞機理。經(jīng)常是理論分析與實際地震作用下結構的反應、破壞現(xiàn)象差別較大，這樣人們不得不尋求先進的試驗方法以解決理論分析的不足。特別是對于大型復雜結構、超出抗震設計規(guī)范規(guī)定的結構和新型結構體系，人們通過結構試驗探索結構性能的規(guī)律為結構設計、施工和運行提供必不可缺的依據(jù)。隨著先進的傳感技術、機械工程、計算機和系統(tǒng)控制工程的發(fā)展，結構實驗學也出現(xiàn)了如下趨勢：結構抗震試驗的大型化和復雜化；更為精確地、準確地模擬復雜工作條件，如地震臺模擬試驗、離心機試驗等；結構分析和試驗的聯(lián)機混合試驗等。特別是20世紀60年代末以來逐漸發(fā)展起來的子結構試驗更為我們研究整體結構的抗震性能提供了切實可行的試驗手段。 隨著計算機網(wǎng)絡的日益普及，各種基于計算機網(wǎng)絡的應用系統(tǒng)也在蓬勃發(fā)展。電子商務、電子政務、電子銀行、網(wǎng)絡化遠程教育等都是一些在Internet上應用的實例，除此以外，計算機網(wǎng)絡還廣泛地應用在醫(yī)療、保健、保險、教育等各行各業(yè)的數(shù)據(jù)傳送交換之中。近年來，國際上又出現(xiàn)了遠程結構試驗的研究動向。計算機的普及、Internet技術的發(fā)展和應用為這一領域的研究提供了必要的物質基礎。遠程實時監(jiān)測技術是從20世紀中期發(fā)展起來的一種綜合性技術，主要應用于重要土木工程結構、重要工業(yè)設備、工業(yè)生產(chǎn)過程和航天器的運行監(jiān)測。對于重要結構的監(jiān)測越來越受到各國科學家的重視。由于現(xiàn)場條件的限制，希望把監(jiān)測獲得的現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)筋I域專家、大型計算機中心和大型實驗室。這樣不但可以對數(shù)據(jù)進行必要的有效處理，同時可進行相應的實驗室模型協(xié)同試驗，即進行原型結構與模型結構的對比試驗，充分發(fā)揮現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的作用。利用所建立的系統(tǒng)可以進行異地試驗和監(jiān)測，充分發(fā)揮有限的試驗資源和現(xiàn)場監(jiān)測資源，達到資源共享。實時監(jiān)測模式經(jīng)歷了從單機監(jiān)測系統(tǒng)到分布式監(jiān)測系統(tǒng)，再到基于網(wǎng)絡的遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)這樣的一個發(fā)展歷程。隨著信息高速公路的發(fā)展，狀態(tài)監(jiān)測與協(xié)同試驗的網(wǎng)絡化成為可能，已經(jīng)出現(xiàn)了基于Internet的遠程監(jiān)測與協(xié)同試驗系統(tǒng)，并應用到了許多領域中。這使得一個工程師可以在世界任何地方，用最少的硬件設施（一臺筆記本電腦、一個調(diào)制解調(diào)器和網(wǎng)絡賬號）就可以遙控和監(jiān)測一個或多個與自己相隔萬里的土木工程結構。

編輯推薦

《結構遠程協(xié)同試驗原理、方法和應用》可供從事結構抗震的研究的科技人員參考。在過去的10年里，作者及其研究團隊在結構遠程協(xié)同試驗原理、方法及應用方面開展了大量的研究工作，并取得了相應的成果，建立的網(wǎng)絡化結構實驗室系統(tǒng)NetSLab應用于高等學校和其他科研機構的實驗室，可以將現(xiàn)有試驗設備通過網(wǎng)絡連接起來，實現(xiàn)遠程協(xié)同試驗；另外，還可應用于遠程健康監(jiān)測、遠程監(jiān)控、遠程教學和科研等方面，產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益。為了向廣大的研究人員及工程技術人員介紹結構遠程協(xié)同試驗的最新研究成果，同時為我國高校和科研單位建立類似的網(wǎng)絡化結構實驗室提供參考，特撰寫了《結構遠程協(xié)同試驗原理、方法和應用》。

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