大跨空間鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別與環(huán)境變異性研究.pdf

1、在2008年北京奧運會的帶動下，我國興建了一大批外形獨特、體系復雜的大跨空間鋼結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通常是人員聚集的大型活動場所，其安全性非常重要。為了保證這些結(jié)構(gòu)在使用期間的安全性，很多都建立了相應的健康監(jiān)測系統(tǒng)，采取故障預警措施。模態(tài)參數(shù)識別是結(jié)構(gòu)健康診斷和損傷評估的重要基礎，但由實測數(shù)據(jù)識別得到的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)會受到環(huán)境因素的影響，需要分析環(huán)境因素對識別結(jié)果的影響，進而與損傷引起的模態(tài)參數(shù)改變區(qū)分開來。
　　本文研究了模態(tài)參數(shù)識別的隨

2、機子空間方法，編制了隨機子空間法MATLAB程序，給出了系統(tǒng)階次對隨機子空間法識別結(jié)果的影響規(guī)律。針對隨機子空間方法系統(tǒng)階次難以確定的問題，本文引用奇異熵增量作系統(tǒng)定階，仿真算例表明該方法有效，可以快速、準確地確定系統(tǒng)階次。算例證實了隨機子空間法能夠識別密集模態(tài)，可以用于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別。
　　研究了溫度對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的影響。分析表明，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率與溫度負相關，而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率與溫度正相關，并且

3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率對溫度更敏感。溫度對不同的結(jié)構(gòu)體系模態(tài)頻率的影響規(guī)律不同，不同結(jié)構(gòu)體系模態(tài)頻率的溫度敏感性也不同，需要針對具體的結(jié)構(gòu)形式做具體分析。
　　采用國家游泳中心健康監(jiān)測系統(tǒng)采集的溫度、風速和振動數(shù)據(jù)，研究了國家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的環(huán)境變異性。分析表明，國家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)豎向模態(tài)頻率與溫度負相關，低階模態(tài)頻率變化率大于高階模態(tài)，并呈單調(diào)遞減趨勢。國家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)豎向模態(tài)頻率與風速也是負相關，對于風速的影響，高階模態(tài)頻