零初值加速度積分方法及應用.pdf

1、近年來，由地震、臺風、洪水等自然災害引起的建筑結構損壞與倒塌給人民生命財產(chǎn)安全造成巨大損失。因此，結構健康監(jiān)測成為了土木工程學科的重要研究領域。準確地識別結構損傷發(fā)生的位置及損壞程度有利于及時修復或采取其他措施以避免次生災害的發(fā)生。同時，準確獲得結構振動時的動力響應有助于了解災害發(fā)生時的結構運行狀態(tài)，為以后的建筑結構防災減災設計提供重要依據(jù)。本文針對時域范圍內(nèi)的結構參數(shù)識別進行研究，主要包含以下幾個方面:
　　(1)在時域范圍內(nèi)進

2、行結構參數(shù)識別首先要獲得相對準確的速度與位移信號。本文第一部分提出一種新的加速度積分速度和位移的方法，該方法利用結構的振動規(guī)律，在穩(wěn)態(tài)振動階段尋找速度和位移的零點，并以此作為初值進行積分，最后利用趨勢項處理去除零點確定誤差產(chǎn)生的漂移。本文數(shù)值模擬了單自由度體系和多自由度體系在簡諧振動和地震動作用下的結構振動響應，并比較了計算值與準確值的最大相對誤差;最后，將該方法應用于7條具有代表性的真實地震動記錄，與給出的地面速度和位移進行比較，誤差

3、分析結果表明該方法具有較高的計算精度和實際應用價值。
　　(2)結構振動響應的微小誤差在計算參數(shù)時將被放大，導致結構參數(shù)識別結果嚴重偏離真實值，因此需要修正方法對誤差進行控制。本文先后采用了最小二乘法、擴展卡爾曼濾波和經(jīng)典卡爾曼濾波對結構參數(shù)進行識別，比較了三種方法的抗噪能力和精度。同時驗證哪種方法可以更好地匹配零初值積分方法。
　　(3)針對結構剛度的“階梯式”折減和線性折減提出基于濾波信息的判斷和解決方法，改善經(jīng)典卡爾曼