框架結構基于神經網絡的多級結構損傷檢測方法研究.pdf

1、土木工程結構諸如高層建筑、道路橋梁、隧道巖體、海洋平臺等,由于地震、火災、臺風等自然災害或荷載長期作用引起的疲勞、腐蝕等原因將使結構不可避免地產生不同程度的損傷。損傷經過長期積累而又未得到及時的重視和妥善的處理,必然導致結構使用性能的降低甚至發(fā)生破壞，造成生命和財產的巨大損失。若能及早建立實時監(jiān)測系統，及時發(fā)現和評估結構內部損傷、預測結構性能變化和剩余壽命，并做出相應地維護修繕處理及合理地疏散居民措施，不但能提高工程結構的運營效率,同時

2、也保障了生命和財產安全。經過改革開放三十年的經濟建設和城市發(fā)展，中國正逐漸從大興土木的建設期轉入建筑結構損傷研究的新時期，結構的損傷檢測技術作為前沿領域也必將成為土木工程專業(yè)的熱點研究問題。
　　 結構損傷會引起結構動力特性的改變，若建立結構動力特性與損傷之間的非線性映射關系就能對結構損傷進行識別。人工神經網絡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、自適應學習和魯棒容錯等特性，廣泛應用于諸多領域。本文結合

3、熱點優(yōu)勢，從框架結構構件層次展開研究，利用多種神經網絡及參數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系統地介紹了損傷檢測的相關概念和國內外發(fā)展現狀，探討了損傷識別方法存在的問題和發(fā)展趨勢，并結合智能理論闡述了基于神經網絡的多級結構損傷檢測方法的相關概念；
　　 ②引入了框架結構基于神經網絡的多級結構損傷檢測分析方法，能夠連續(xù)對結構進行損傷是否發(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、經網絡檢測技術，避免了將結構損傷指標一次性輸入網絡而導致的訓練時間過長、組合爆炸等一系列問題；
　　 ③利用結構損傷前后的模態(tài)參數(模態(tài)頻率、模態(tài)振型)，結合理論公式給出一系列的損傷指標，并研究它們與損傷位置和損傷程度的關系，為后續(xù)神經網絡損傷檢測研究中不同階段輸入參數的選用提供依據；
　　 ④采用有限元分析軟件ANSYS對五層框架結構建立構件損傷的理論模型，利用參數化設計語言APDL編寫用戶程序完成有限元分析并提取