大连市体育馆结构健康监测
 

       大连市体育馆总建筑面积约8.1万平方米，座位数1.8万人，体育馆地下一层，地上五层，建筑总高度41.26米。体育馆主体结构形式为五层钢筋砼框架结构，屋顶、附属结构和围护结构均采用钢结构，其中屋顶采用弦支穹顶（索支网壳）结构体系，最大跨度为145.4米，附属钢结构形式为平面桁架，围护结构采用空间网架，圆形屋面呈螺旋形。弦支穹顶单层网壳中心部位为弦支穹顶内环，外围的网格形式为肋环型正交立体桁架。网壳杆件采用圆钢管，预应力拉索索系形式与上部桁架的形式对应，由环向索和径向索构成，由内向外共设3环。上部弦支穹顶结构施工难度最大，也是整个结构中最为重要的部分，因此需要对其安全状态进行连续实时监测

系统监测目标
 

1）结构静态监测：
①  支座位移监测；② 支座倾角监测；③ 主体桁架应力监测

2）结构动态响应监测：
① 上部桁架振动响应监测
       针对系统监测目标的要求，该系统需要同时采集位移传感器信号、倾角传感器信号、应变传感器信号以及加速度传感器信号。多信号的实时同步采集增加了系统架构的难度和复杂程度，成为整个监测系统构筑的重点和难点。如图3所示，针对不同类型的传感器，采用了以下硬件配置方案：
       - NI cRIO-9074集成化系统将实时处理器和可重新配置FPGA结合于同一机箱，以实现嵌入式机器控制和监控应用。NI cRIO-9074集成了400  MHz工业实时处理器和2百万门FPGA，并具有针对NI-C系列I/O模块的8个槽，使用LabVIEW自动生成自定义控制和信号处理电路。为实现坚固的应用，它提供-20到55摄氏度的操作温度范围，以及单一的19  VDC到30 VDC电源输入范围，大大降低了功耗。
      - 采用NI-9208十六通道、±21.5  mA电流输入模块采集位移、倾角传感器信号。
      - 采用NI-9234四通道、±5 V输入范围、最高51.2  kS/s采样速率、24位分辨率、配有抗混叠滤波器及IEPE信号调理（0 mA或2 mA）的电压输入模块采集加速度传感器信号。
      -  采用NI-9235八通道1/4桥、120 Ω应变计测量模块采集应变传感器信号。

 
硬件配置方案