基于新型簡(jiǎn)化模型的子結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、由于結(jié)構(gòu)累積損傷、地震等自然災(zāi)害而引起建筑結(jié)構(gòu)的失效和坍塌會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的危害，因此研究建筑結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別方法，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地安全檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，對(duì)于預(yù)防結(jié)構(gòu)災(zāi)害事故的發(fā)生具有重要的意義。針對(duì)框架建筑結(jié)構(gòu)，本文提出了一種可以考慮結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型，并研究了基于該模型的框架結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別方法和損傷識(shí)別方法。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　在第2章中，提出了采用層間剪力等效原則來(lái)分析采

2、用簡(jiǎn)化模型替代真實(shí)建筑結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的模型誤差。并基于層間剪力等效原理，提出了一種框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型。在該模型中，通過(guò)引入結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)平均轉(zhuǎn)角響應(yīng)來(lái)反映梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)于結(jié)構(gòu)層間剪力的影響，并采用測(cè)量的樓層水平響應(yīng)估計(jì)出了簡(jiǎn)化模型的節(jié)點(diǎn)平均轉(zhuǎn)角響應(yīng)。此外，本章還提出通過(guò)采用層間剪力相對(duì)均方根誤差這一指標(biāo)評(píng)估結(jié)構(gòu)計(jì)算模型和真實(shí)結(jié)構(gòu)之間模型誤差的方法。最后對(duì)八層兩跨的平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬驗(yàn)證，結(jié)果表明相比剪切計(jì)算模型，新型簡(jiǎn)化模型能夠更加準(zhǔn)確地反映

3、真實(shí)框架結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)和動(dòng)力響應(yīng)。
　　在第3章中，研究了基于框架結(jié)構(gòu)新型簡(jiǎn)化模型的子結(jié)構(gòu)參數(shù)識(shí)別方法。分別在結(jié)構(gòu)剛度矩陣已知和未知的情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行傅里葉變換，利用最小二乘法構(gòu)造優(yōu)化方程，建立了識(shí)別新型簡(jiǎn)化模型子結(jié)構(gòu)參數(shù)的逐層迭代方法。再研究了子結(jié)構(gòu)的參數(shù)識(shí)別誤差，通過(guò)選取合適的參考響應(yīng)，采用互功率譜密度的方法進(jìn)一步提高了識(shí)別參數(shù)的精度。最后對(duì)八層和十五層的平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬驗(yàn)證，結(jié)果表明該子結(jié)構(gòu)方法能夠非常準(zhǔn)確地識(shí)

4、別出框架結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)。
　　在第4章中，研究了基于新型簡(jiǎn)化模型的框架結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法。利用SAP2000程序建立了框架結(jié)構(gòu)的有限元模型，通過(guò)改變柱子截面大小和梁柱節(jié)點(diǎn)固結(jié)系數(shù)模擬框架結(jié)構(gòu)的兩種損傷工況，對(duì)三種不同工況結(jié)構(gòu)模型時(shí)程分析的結(jié)果表明：通過(guò)簡(jiǎn)化模型子結(jié)構(gòu)層剛度的減小，子結(jié)構(gòu)方法能夠非常準(zhǔn)確地確定結(jié)構(gòu)發(fā)生的損傷狀態(tài)；但對(duì)于結(jié)構(gòu)損傷的嚴(yán)重程度，子結(jié)構(gòu)方法的識(shí)別結(jié)果存在一定的誤差。利用統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的方法，進(jìn)行多次時(shí)程分析