基于局部和整體監(jiān)測信息的超高層建筑抗震性能評估.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文基于局部和整體監(jiān)測信息的超高層建筑抗震性能評估SeismicPerformanceEvaluationofHighriseBuildingsBasedontheLocalandGlobalMonitoringInformation學(xué)31206027完成日期：201467大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，城市化發(fā)展的需求，一大批超高

2、層建筑在我國興建。同時，由于近幾年來地震活動頻繁，地震災(zāi)害嚴(yán)重，而我國絕大多數(shù)超高層建筑結(jié)構(gòu)都處在地震區(qū)，因此超高層建筑結(jié)構(gòu)在強震作用下的安全性問題研究具有重大意義。目前為止，一些研究學(xué)者致力于將結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)代超高層建筑中，對結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行實時的監(jiān)測，及時預(yù)測結(jié)構(gòu)的性能變化，預(yù)估其抗震性能。但是現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)性能評估系統(tǒng)在監(jiān)測對象上具有一定的局限性，在評估結(jié)構(gòu)的整體性能過程中存在一定的不足。如能在局部和整體監(jiān)測信息的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)

3、有的局部和整體損傷模型進(jìn)行改進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上建立結(jié)構(gòu)局部和整體的相關(guān)性，對地震作用下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷評估分析，最后可以實現(xiàn)超高層建筑抗震性能評估。本文對傳感器優(yōu)化布置理論與方法進(jìn)行了深入研究，基于結(jié)構(gòu)模態(tài)信息提出適用于超高層結(jié)構(gòu)損傷分析的損傷指標(biāo)。針對地震作用下的超高層結(jié)構(gòu)，本文充分考慮了結(jié)構(gòu)初始模態(tài)向量矩陣，在確保有效質(zhì)量系數(shù)保證一定模態(tài)數(shù)量的基礎(chǔ)上，對模態(tài)向量進(jìn)行組合形成模態(tài)向量矩陣。在此基礎(chǔ)上，建立模態(tài)向量矩陣優(yōu)化后的布置結(jié)果與結(jié)構(gòu)

4、損傷指標(biāo)的關(guān)系式。通過實例分析，與基于位移角(層問位移角、層問有害位移角、受力層間位移角)的損傷指標(biāo)作對比，得出基于模態(tài)信息的損傷指標(biāo)適用于超高層結(jié)構(gòu)的損傷分析，能夠較充分體現(xiàn)結(jié)構(gòu)樓層的實際破壞情況和預(yù)測結(jié)構(gòu)的震害情況。本文對結(jié)構(gòu)整體損傷模型進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)合結(jié)構(gòu)的動力信息，提出基于修正后加權(quán)組合法的整體損傷模型。通過對結(jié)構(gòu)在地震作用下結(jié)構(gòu)動力特征參數(shù)的研宄，提出基于模態(tài)信息的加權(quán)組合系數(shù)和基于現(xiàn)有能量損傷識別方法的加權(quán)組合系數(shù)。對于

5、加權(quán)系數(shù)的組合方式，建議對現(xiàn)有的加權(quán)系數(shù)和基于結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行線性組合。其中對于修正后的加權(quán)系數(shù)，由于隨著地震動峰值強度的增強，基于模態(tài)信息的加權(quán)系數(shù)能夠更準(zhǔn)確的反映結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的損傷對整體損傷影響的發(fā)展。組合參數(shù)口可取一定值；組合參數(shù)∥’近似地與地震動峰值加速度(PGA)線性正相關(guān)，可按線性插入得出；組合系數(shù))『’可由等式僅’邯’y毛1得到。類似的，組合系數(shù)口與b’近似地與地震動峰值加速度(PGA)線性相關(guān)，可按線性插入得出