框架結(jié)構(gòu)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級結(jié)構(gòu)損傷檢測方法研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)諸如高層建筑、道路橋梁、隧道巖體、海洋平臺等,由于地震、火災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害或荷載長期作用引起的疲勞、腐蝕等原因?qū)⑹菇Y(jié)構(gòu)不可避免地產(chǎn)生不同程度的損傷。損傷經(jīng)過長期積累而又未得到及時的重視和妥善的處理,必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)使用性能的降低甚至發(fā)生破壞，造成生命和財產(chǎn)的巨大損失。若能及早建立實時監(jiān)測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)和評估結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷、預(yù)測結(jié)構(gòu)性能變化和剩余壽命，并做出相應(yīng)地維護修繕處理及合理地疏散居民措施，不但能提高工程結(jié)構(gòu)的運營效率,同時

2、也保障了生命和財產(chǎn)安全。經(jīng)過改革開放三十年的經(jīng)濟建設(shè)和城市發(fā)展，中國正逐漸從大興土木的建設(shè)期轉(zhuǎn)入建筑結(jié)構(gòu)損傷研究的新時期，結(jié)構(gòu)的損傷檢測技術(shù)作為前沿領(lǐng)域也必將成為土木工程專業(yè)的熱點研究問題。
　　 結(jié)構(gòu)損傷會引起結(jié)構(gòu)動力特性的改變，若建立結(jié)構(gòu)動力特性與損傷之間的非線性映射關(guān)系就能對結(jié)構(gòu)損傷進行識別。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為近年來研究熱點，其逼近任意非線性映射的能力以及分布并行處理、自適應(yīng)學(xué)習(xí)和魯棒容錯等特性，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。本文結(jié)合

3、熱點優(yōu)勢，從框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次展開研究，利用多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)組合對損傷進行識別和分析，研究工作分為以下幾個方面：
　　 ①系統(tǒng)地介紹了損傷檢測的相關(guān)概念和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，探討了損傷識別方法存在的問題和發(fā)展趨勢，并結(jié)合智能理論闡述了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級結(jié)構(gòu)損傷檢測方法的相關(guān)概念；
　　 ②引入了框架結(jié)構(gòu)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級結(jié)構(gòu)損傷檢測分析方法，能夠連續(xù)對結(jié)構(gòu)進行損傷是否發(fā)生、損傷樓層分布、損傷位置判斷、損傷程度檢測的多級神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測技術(shù)，避免了將結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)一次性輸入網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致的訓(xùn)練時間過長、組合爆炸等一系列問題；
　　 ③利用結(jié)構(gòu)損傷前后的模態(tài)參數(shù)(模態(tài)頻率、模態(tài)振型)，結(jié)合理論公式給出一系列的損傷指標(biāo)，并研究它們與損傷位置和損傷程度的關(guān)系，為后續(xù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷檢測研究中不同階段輸入?yún)?shù)的選用提供依據(jù)；
　　 ④采用有限元分析軟件ANSYS對五層框架結(jié)構(gòu)建立構(gòu)件損傷的理論模型，利用參數(shù)化設(shè)計語言APDL編寫用戶程序完成有限元分析并提取