基于新型簡化模型的子結(jié)構(gòu)損傷識別方法研究.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)的失效和坍塌會對人民的生命財產(chǎn)造成巨大的危害，因此研究建筑結(jié)構(gòu)的損傷識別方法，對結(jié)構(gòu)進行有效地安全檢查，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，對于預(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)點轉(zhuǎn)動影響的結(jié)構(gòu)簡化模型，并研究了基于該模型的框架結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)參數(shù)識別方法和損傷識別方法。
　　本文主要研究內(nèi)容包括：
　　在第2章中，提出了采用層間剪力等效原則來分析采

2、用簡化模型替代真實建筑結(jié)構(gòu)所帶來的模型誤差。并基于層間剪力等效原理，提出了一種框架結(jié)構(gòu)簡化模型。在該模型中，通過引入結(jié)構(gòu)節(jié)點平均轉(zhuǎn)角響應(yīng)來反映梁柱節(jié)點轉(zhuǎn)動對于結(jié)構(gòu)層間剪力的影響，并采用測量的樓層水平響應(yīng)估計出了簡化模型的節(jié)點平均轉(zhuǎn)角響應(yīng)。此外，本章還提出通過采用層間剪力相對均方根誤差這一指標(biāo)評估結(jié)構(gòu)計算模型和真實結(jié)構(gòu)之間模型誤差的方法。最后對八層兩跨的平面框架結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬驗證，結(jié)果表明相比剪切計算模型，新型簡化模型能夠更加準(zhǔn)確地反映

3、真實框架結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)和動力響應(yīng)。
　　在第3章中，研究了基于框架結(jié)構(gòu)新型簡化模型的子結(jié)構(gòu)參數(shù)識別方法。分別在結(jié)構(gòu)剛度矩陣已知和未知的情況下，對結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行傅里葉變換，利用最小二乘法構(gòu)造優(yōu)化方程，建立了識別新型簡化模型子結(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)識別誤差，通過選取合適的參考響應(yīng)，采用互功率譜密度的方法進一步提高了識別參數(shù)的精度。最后對八層和十五層的平面框架結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬驗證，結(jié)果表明該子結(jié)構(gòu)方法能夠非常準(zhǔn)確地識

4、別出框架結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)。
　　在第4章中，研究了基于新型簡化模型的框架結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)損傷識別方法。利用SAP2000程序建立了框架結(jié)構(gòu)的有限元模型，通過改變柱子截面大小和梁柱節(jié)點固結(jié)系數(shù)模擬框架結(jié)構(gòu)的兩種損傷工況，對三種不同工況結(jié)構(gòu)模型時程分析的結(jié)果表明：通過簡化模型子結(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)；但對于結(jié)構(gòu)損傷的嚴重程度，子結(jié)構(gòu)方法的識別結(jié)果存在一定的誤差。利用統(tǒng)計假設(shè)檢驗的方法，進行多次時程分析