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结构健康监测教程

样章
作者：
伊廷华
定价：
129.00元
ISBN：
978-7-04-055370-3
版面字数：
650.000千字
开本：
特殊
全书页数：
暂无
装帧形式：
平装
重点项目：
暂无
出版时间：
2021-03-05
读者对象：
高等教育
一级分类：
土建水利类
二级分类：
土木工程专业课
三级分类：
土木工程结构试验与检测

本书面向土木工程新工科“智能建造”专业课程体系建设的需求，系统阐述了结构健康监测领域的基础知识和最新进展。内容涵盖：绪论，监测系统设计、实施与维护，传感器选型与优化布设，荷载作用与环境监测，结构响应、变形与耐久性监测，数据同步采集、传输和存储，监测大数据预处理，监测大数据统计分析，结构物理参数识别，结构模态参数识别，结构有限元模型修正，结构损伤识别，结构状态评估与预警，结构健康监测典型案例。

本书可作为高等院校土建类专业的研究生和高年级本科生教学用书，亦可供相关专业科研人员和工程技术人员参考。

  • 前辅文
  • 第1章 绪论
    • 1.1 结构健康监测的起源和发展
      • 1.1.1 产生背景
      • 1.1.2 发展历程
    • 1.2 结构健康监测系统组成和分类
      • 1.2.1 系统构成
      • 1.2.2 监测分类
    • 1.3 结构健康监测的研究对象
    • 1.4 结构健康监测的科学和工程意义
    • 1.5 结构健康监测的发展趋势
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第2章 监测系统设计、实施与维护
    • 2.1 监测系统设计
      • 2.1.1 设计原则
      • 2.1.2 总体设计
      • 2.1.3 详细设计
    • 2.2 监测系统实施
      • 2.2.1 硬件设备安装
      • 2.2.2 软件开发与部署
      • 2.2.3 系统调试与试运行
      • 2.2.4 采集子站和监控中心的安装与配置
    • 2.3 监测系统维护
      • 2.3.1 日常管理
      • 2.3.2 定期检查与维护
      • 2.3.3 异常处置
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第3章 传感器选型与优化布设
    • 3.1 传感器基本分类
      • 3.1.1 按照测量对象分类
      • 3.1.2 按照传输方式分类
      • 3.1.3 按照传感方式分类
      • 3.1.4 按照测量原理分类
    • 3.2 传感器选型原则
    • 3.3 传感器优化布设基本概念
      • 3.3.1 力学原理
      • 3.3.2 基本流程
    • 3.4 传感器优化布设评价准则
      • 3.4.1 基于振动响应强度的评价准则
      • 3.4.2 基于参数识别误差的评价准则
      • 3.4.3 基于模态重构效果的评价准则
      • 3.4.4 无线传感器优化布设评价准则
      • 3.4.5 其他优化布设评价准则
    • 3.5 传感器优化布设求解方法
      • 3.5.1 确定性求解方法
      • 3.5.2 随机类求解方法
    • 3.6 传感器优化布设软件集成
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第4章 荷载作用与环境监测
    • 4.1 风荷载监测
      • 4.1.1 风速和风向监测
      • 4.1.2 风压监测
    • 4.2 地震动监测
    • 4.3 车辆荷载监测
    • 4.4 环境因素监测
      • 4.4.1 环境温湿度监测
      • 4.4.2 降雨量监测
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第5章 结构响应、变形与耐久性监测
    • 5.1 结构响应监测
      • 5.1.1 加速度监测
      • 5.1.2 应变监测
    • 5.2 结构变形监测
      • 5.2.1 位移计
      • 5.2.2 测斜仪
      • 5.2.3 连通管
      • 5.2.4 GPS
      • 5.2.5 高精度全自动全站仪
      • 5.2.6 沉降仪
    • 5.3 结构耐久性监测
      • 5.3.1 混凝土构件耐久性监测
      • 5.3.2 钢制部件耐久性监测
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第6章 数据同步采集、传输和存储
    • 6.1 监测数据同步采集
      • 6.1.1 基本概念
      • 6.1.2 采集系统技术要求
      • 6.1.3 采集系统组成
      • 6.1.4 采集系统分类
    • 6.2 监测数据传输
      • 6.2.1 数据传输介质
      • 6.2.2 数据通信协议
      • 6.2.3 无线传输技术
    • 6.3 监测数据存储
      • 6.3.1 数据库系统
      • 6.3.2 数据库设计
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第7章 监测大数据预处理
    • 7.1 典型异常监测数据类型
    • 7.2 监测数据的噪声预处理
    • 7.3 监测大数据异常诊断
    • 7.4 异常(错误) 数据恢复
      • 7.4.1 基于压缩感知群稀疏优化的错误数据恢复方法
      • 7.4.2 基于监测数据相关性的缺损数据填补方法
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第8章 监测大数据统计分析
    • 8.1 基本统计分析
      • 8.1.1 集中趋势
      • 8.1.2 离散程度
    • 8.2 概率密度函数估计
      • 8.2.1 正态分布
      • 8.2.2 高斯混合模型
      • 8.2.3 核密度估计
    • 8.3 极值分析
      • 8.3.1 区间极值法
      • 8.3.2 过阈法
      • 8.3.3 平均条件穿越率法
    • 8.4 相关性分析
      • 8.4.1 皮尔逊相关性分析
      • 8.4.2 典型相关性分析
    • 8.5 回归分析
      • 8.5.1 线性回归
      • 8.5.2 非线性回归
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第9章 结构物理参数识别
    • 9.1 结构系统识别内涵
      • 9.1.1 结构动力学三类问题
      • 9.1.2 参数识别基本过程
    • 9.2 结构系统识别方法分类
      • 9.2.1 时域识别方法
      • 9.2.2 时域动力复合反演方法
      • 9.2.3 频域识别方法
    • 9.3 时域信号重构
      • 9.3.1 时域算法
      • 9.3.2 频域算法
      • 9.3.3 结构转角信息重构
    • 9.4 物理参数时域识别经典算法
      • 9.4.1 时域识别法概述
      • 9.4.2 时域识别最小二乘法
    • 9.5 动力复合反演方法
      • 9.5.1 方法概述
      • 9.5.2 分解算法
    • 9.6 物理参数频域识别经典算法
      • 9.6.1 频域识别法概述
      • 9.6.2 灵敏度分析方法
    • 9.7 考虑系统不确定性的结构物理参数识别
      • 9.7.1 贝叶斯定理
      • 9.7.2 基于贝叶斯理论与有限元模型的物理参数直接识别
      • 9.7.3 利用抽样算法进行间接求解
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第10章 结构模态参数识别
    • 10.1 模态参数识别基本方法
      • 10.1.1 频域分解法
      • 10.1.2 随机子空间法
      • 10.1.3 特征系统实现算法
      • 10.1.4 其他模态参数识别方法
    • 10.2 时变模态参数识别方法
      • 10.2.1 基于自然激励技术– 特征系统实现算法的慢变模态参数识别
      • 10.2.2 基于小波变换的快变模态参数识别
      • 10.2.3 基于变分模态分解– 希尔伯特变换的瞬变模态参数识别
      • 10.2.4 其他时变模态参数识别方法
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第11章 结构有限元模型修正
    • 11.1 有限元模型修正基础理论
      • 11.1.1 有限元建模及动力测试
      • 11.1.2 模型缩聚与扩阶
      • 11.1.3 相关性判断准则
      • 11.1.4 有限元模型修正过程
    • 11.2 有限元模型修正方法
      • 11.2.1 修正方法分类
      • 11.2.2 确定性模型修正方法
      • 11.2.3 随机性模型修正方法
    • 11.3 基于频域子结构技术的有限元模型修正
      • 11.3.1 基于子结构的结构特征解快速算法
      • 11.3.2 基于子结构的结构特征解灵敏度快速算法
      • 11.3.3 基于子结构的有限元模型修正过程
    • 11.4 基于时域动力响应灵敏度的有限元模型修正
      • 11.4.1 基于动力响应灵敏度的反问题及其求解
      • 11.4.2 有限元模型修正过程
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第12章 结构损伤识别
    • 12.1 损伤识别层次划分
    • 12.2 损伤识别方法分类
    • 12.3 基于监测数据的损伤识别
      • 12.3.1 频域法
      • 12.3.2 时域法
    • 12.4 基于模型修正的损伤识别
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第13章 结构状态评估与预警
    • 13.1 结构状态评估内涵
      • 13.1.1 安全性评估
      • 13.1.2 耐久性评估
      • 13.1.3 疲劳性能评估
    • 13.2 结构状态评估常用方法
      • 13.2.1 层次分析法
      • 13.2.2 基于时变可靠性理论的评估方法
      • 13.2.3 模糊综合评判法
    • 13.3 结构安全预警
      • 13.3.1 预警的一般原则
      • 13.3.2 预警功能构成和指标选定
      • 13.3.3 预警阈值设置
      • 13.3.4 预警方式
    • 思考题
    • 参考文献
  • 第14章 结构健康监测典型案例
    • 14.1 大跨度桥梁结构健康监测
      • 14.1.1 桥梁结构特点及监测内容
      • 14.1.2 香港青马大桥结构健康监测系统简介
    • 14.2 高层建筑结构健康监测
      • 14.2.1 高层建筑结构特点及监测内容
      • 14.2.2 广州塔结构健康监测系统简介
    • 14.3 大跨空间结构健康监测
      • 14.3.1 空间结构特点及监测内容
      • 14.3.2 国家体育场无线传感健康监测系统简介
    • 14.4 古建筑结构健康监测
      • 14.4.1 古建筑结构特点及监测内容
      • 14.4.2 藏式古建筑木结构健康监测系统简介
    • 14.5 风机结构健康监测
      • 14.5.1 风机结构特点及监测内容
      • 14.5.2 风机结构健康监测系统简介
    • 14.6 大坝结构健康监测
      • 14.6.1 大坝结构特点及监测内容
      • 14.6.2 大坝结构健康监测系统简介
    • 14.7 海洋平台结构健康监测
      • 14.7.1 海洋平台结构特点及监测内容
      • 14.7.2 海洋平台结构健康监测系统简介
    • 14.8 地铁隧道结构健康监测
      • 14.8.1 地铁隧道结构特点及监测内容
      • 14.8.2 地铁隧道结构健康监测系统简介
    • 思考题
    • 参考文献
  • 附录1 信号处理基础理论
  • 附录2 模态分析基础理论
  • 附录3 贝叶斯基础理论
  • 附录4 结构健康监测基准模型

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