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结构监测光纤传感技术与应用 [瑞士]布兰科·格里斯克丹尼尔·因奥迪建筑结构监测

正版全新

作者: (瑞士)布兰科·格里斯克丹尼尔·因奥迪
出版社: 机械工业出版社
ISBN: 9787111814993

出版时间: 2022-12
装帧: 平装

作者: (瑞士)布兰科·格里斯克丹尼尔·因奥迪
出版社: 机械工业出版社

ISBN: 9787111814993
出版时间: 2022-12

装帧: 平装

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综合性图书

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5075080

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【书    名】结构监测光纤传感技术与应用   [瑞士]布兰科·格里斯克   丹尼尔·因奥迪   建筑结构监测
【书    号】 9787111814993
【出版社】机械工业出版社
【作    者】 (瑞士)布兰科·格里斯克丹尼尔·因奥迪
【出版日期】 2026-09-01
【定    价】 129.00元

【编辑推荐】
精装，印装精美

作者权威，实践经验丰富

译者专业

【内容简介】
本书以监测系统实施的全流程指南为主线，从参数、原理和工程实例方面对光纤传感系统在结构监测领域应用提出科学指导，针对常见结构及其典型监测参数进行了示例说明。该书主要内容为：通过在全球数百个工程应用中已被证明有效的技术，提出了一种通用的结构健康监测方法及体系；讨论了该技术在典型结构中的应用，包括建筑、桥梁、大坝、隧道和管道等基础设施；提出了工程示范案例，描述了在应用过程中出现的主要技术问题及其解决方案；提供典型监测参量（包括变形、应变、旋转角和位移等）及相应的传感器安装布设方案和技术建议；确定了根据结构及材料参数解析监测数据的方法，阐述了数据分析模型及原理，为后期决策提供支撑。
  本书是土木工程、结构工程、岩土工程和仪器仪表科学的交叉学科，为指导相关工程实践应用提供了系统性、理论性的指导，同时还对土木工程、结构工程及仪器仪表科学等专业的教学实践具有重要意义。

【目录】
序

前言

第1章结构健康监测导论1

1.1结构健康监测基本原理、需求和

效益1

1.1.1结构健康监测简介1

1.1.2基本原理2

1.1.3需求和收益3

1.1.4全寿命周期监测4

1.2结构健康监测流程5

1.2.1核心工作5

1.2.2执行机构9

1.3结构健康监测项目工程实例11

第2章光纤传感器16

2.1光纤技术的简介16

2.2光纤传感技术18

2.2.1光纤结构监测(SOFO)干

涉传感器20

2.2.2法布里-珀罗干涉传感器21

2.2.3光纤布拉格光栅传感器22

2.2.4分布式布里渊和拉曼散射传

感器23

2.3传感器封装26

2.4分布式传感光缆30

2.4.1分布式传感光缆简介30

2.4.2温度传感光缆31

2.4.3应变传感智能贴带

(SMARTape)31

2.4.4综合应变及温度的智能传感

(SMARTprofile)32

2.5软件和系统集成33

2.6光纤传感器的应用前景34

第3章光纤应变传感器：测量的

适用性及解析36

3.1应变分量和应变时间推演36

3.1.1基本原理36

3.1.2弹性和塑性结构应变38

3.1.3热应变41

3.1.4蠕变42

3.1.5收缩44

3.1.6基准时间和基准读数44

3.2传感器的标距长度及测量技术46

3.2.1标距长度及测量技术简介46

3.2.2变形传感器测量46

3.2.3全局结构监测：基本概念48

3.2.4应变分布对传感器测量的

依赖性：*大标距长度50

3.2.5不均匀材料的传感器测量

(*小标距长度)54

3.2.6传感器标距长度选取基本

原理57

3.2.7分布式应变传感器测量58

3.3应变测量解析59

3.3.1应变测量解析简介59

3.3.2误差来源和异常结构状态

检测60

3.3.3从总应变测量中确定应变分

量和应力64

3.3.4应变测量解析及实例69

第4章传感器拓扑结构：全局监

测参数73

4.1结构健康监测有限元分析技术73

4.2简单拓扑结构和应用74

4.2.1简单拓扑结构基本概念74

4.2.2级联简单拓扑结构75

4.2.3级联简单拓扑结构应用

实例76

4.2.4散布式简单拓扑结构83

4.2.5散布式简单拓扑结构应用

实例85

4.3并联拓扑结构88

4.3.1并联拓扑结构基本概念：单轴

弯曲88

4.3.2并联拓扑结构基本概念：双轴

弯曲92

4.3.3变形形状和位移图94

4.3.4并联拓扑结构应用实例98

4.4交叉拓扑结构104

4.4.1平面交叉拓扑结构基本

概念104

4.4.2空间交叉拓扑结构基本

概念106

4.4.3交叉拓扑结构应用实例108

4.5三角形拓扑结构111

4.5.1三角形拓扑结构基本

概念111

4.5.2散布式和展布式三角形拓扑

结构112

4.5.3监测两个区块间平面相对

运动114

4.5.4三角形拓扑结构应用

示例115

目录●●●●●

●●●●●

结构监测光纤传感技术与应用

第5章有限元结构健康监测策

略和应用实例117

5.1有限元结构健康监测简介117

5.2桩基结构监测118

5.2.1单桩结构监测118

5.2.2桩组结构监测121

5.2.3基础板结构监测122

5.2.4桩基结构监测工程实例122

5.3建筑结构监测125

5.3.1建筑结构构件监测125

5.3.2柱结构监测125

5.3.3核心结构监测128

5.3.4框、板、墙结构监测130

5.3.5全局建筑结构监测132

5.3.6建筑结构监测工程实例132

5.4桥梁结构监测137

5.4.1桥梁结构监测简介137

5.4.2简单梁桥结构监测137

5.4.3简单梁桥结构监测工程

实例140

5.4.4连续梁桥结构监测147

5.4.5连续梁桥结构监测工程

实例149

5.4.6悬臂梁桥结构监测153

5.4.7悬臂梁桥结构监测工程

实例155

5.4.8拱桥结构监测160

5.4.9拱桥结构监测工程实例162

5.4.10斜拉桥结构监测167

5.4.11斜拉桥结构监测工程

实例170

5.4.12悬索桥结构监测173

5.4.13桥梁完整性监测175

5.4.14桥梁完整性监测工程

实例177

5.5大坝结构监测180

5.5.1大坝结构监测简介180

5.5.2拱坝结构监测181

5.5.3拱坝结构监测工程实例183

5.5.4重力坝结构监测189

5.5.5重力坝结构监测工程

实例190

5.5.6堤坝(土石坝)结构

监测193

5.5.7堤坝结构监测工程实例193

5.6隧道结构监测196

5.6.1隧道结构监测简介196

5.6.2截面收敛监测197

5.6.3截面收敛监测工程实例199

5.6.4应变和变形监测200

5.6.5变形监测工程实例201

5.6.6其他参数和隧道完整性

监测205

5.7文物建筑结构监测206

5.7.1文物建筑结构监测简介206

5.7.2瑞士甘德里亚圣维吉利奥教

堂结构监测207

5.7.3意大利蒙扎皇家别墅结构

监测208

5.7.4俄罗斯莫斯科河大桥结构

监测210

5.8管道结构监测211

5.8.1管道结构监测简介211

5.8.2管道结构监测系统212

5.8.3管道结构监测工程实例213

5.8.4结论223

第6章光纤传感器在结构监测领域

的应用与前景224

6.1光纤传感器在结构监测领域的

应用224

6.2光纤传感器在结构监测领域的

前景225

参考文献226

【前言】
近20年来，结构健康监测领域发展迅猛。一方面，结构业主方对其应用价值的认可度不断提升；另一方面，各类新兴支撑技术不断涌现，共同推动了这一进程。

结构健康监测尤其在两类结构中展现出良好的应用前景：一类是创新型新建结构，另一类是存在病害的老旧结构。对于新建工程，若在材料（如复合材料、高性能混凝土）、结构设计或规模上具有创新性，布设监测系统已逐渐成为常规做法。而对于存在已知病害的既有结构，通过结构健康监测可在充分挖掘结构储备承载力的前提下，延长其安全使用寿命。

从技术层面看，新型传感器与数据采集系统不断问世，使各类结构的监测布设更加可靠、经济。光纤传感器是其中*具代表性的技术之一，已成功实现从实验室研究走向工程现场应用，多款传感器产品相继推出，适配了不同细分应用场景。在土木结构中，光纤传感器的核心优势在于长期稳定性与可靠性，且不受各类外界干扰影响，而传统传感器往往易受此类干扰。

部分新型光纤传感器可与现有传统传感器一一对应，实现直接替代。例如，用于测量应变或温度的点式光纤传感器，可基本参照应变片、热电偶的使用方式进行应用。习惯于设计、安装和运行电测传感器网络的工程技术人员，仅需少量培训即可掌握光纤传感技术。与此同时，新型光纤传感器也崭露头角，尤其是长标距传感器与分布式光纤传感器，它们在传统传感领域几乎没有同类产品，因此需要采用全新的设计与应用思路。

过去15年间，我们有幸见证并参与了光纤传感器的发展及其在土木结构健康监测中的工程应用。但在实践中我们发现，现代结构健康监测技术的潜力与其实际工程应用之间仍存在差距。许多一线工程师对结构监测系统的应用价值认识不足，相关内容在高校课程体系中也仅略有涉及。尤为突出的是，行业内尚未形成公认的结构健康监测系统设计方法，不少工程在布设监测系统时，往往优先考虑选择哪种传感技术，而非针对具体监测需求选择*优方案。我们也发现，向习惯于使用点式传感器的测控工程师阐释长标距与分布式光纤传感器的优势存在一定难度。要充分发挥此类技术的潜力，通常需要从全新视角规划监测方案，而非简单将传统传感器替换成光纤传感器，并接入原有系统。

本书旨在将我们的结构健康监测方法体系，凝练为一套简洁、实用且系统化的应用思路。书中阐述的理念与技术均源于我们在全球数百座结构监测项目经验基础上总结形成的工程实践经验，但本书并未试图涵盖所有光纤传感技术及其在结构健康监测中应用的全部可能性。我们希望读者能够借助书中方法实现各自的监测目标，同时通过大量工程实例，为投身于结构健康监测这一蓬勃发展领域的同仁提供实践参考。

我们诚挚欢迎读者就本书内容提出宝贵意见与建议，以便未来对本书进行完善，使其更具实用价值。

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