近代保護(hù)建筑損傷檢測與壽命預(yù)測的數(shù)值仿真.pdf

1、素有“萬國建筑博覽會”之稱的上海近代建筑，是上海城市發(fā)展歷史文化的重要載體，也是我國珍貴文化遺產(chǎn)的重要組成部分，充分體現(xiàn)了上海作為國家歷史文化名城的鮮明特點(diǎn)。然而，這類具有鮮明時代特征的絕大部分近代保護(hù)建筑已有幾十年甚至上百年的歷史，有相當(dāng)數(shù)量近代建筑已接近或超過預(yù)定的設(shè)計基準(zhǔn)期，存在著影響安全的結(jié)構(gòu)隱患。如何有效地保護(hù)好、使用好這些人類優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，高房屋的可靠性、安全性，是上海建設(shè)現(xiàn)代化國際大都市不可或缺的重要內(nèi)容。因此

2、，工程實(shí)踐中迫切需要發(fā)展無損檢測理論與手段，分析判斷結(jié)構(gòu)缺陷存在，評估建筑物的剩余壽命，就成為當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程界與工程力學(xué)領(lǐng)域的一個重要研究課題。本論文以近代保護(hù)建筑工程為背景，將損傷理論與損傷動力學(xué)應(yīng)用于近代保護(hù)建筑，建立了含有損傷參數(shù)的有限元模型，得到了受損結(jié)構(gòu)的靜動力分析算式，解決了過去只能依靠定性的辦法來反映實(shí)際在役結(jié)構(gòu)的損傷問題。探討了用損傷指標(biāo)D來定量地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際損傷程度，參考現(xiàn)行鑒定規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合近代保護(hù)建

3、筑的特點(diǎn)，將實(shí)測損傷評定等級與損傷系數(shù)一一對應(yīng)起來，提出了用損傷系數(shù)來定量地評估近代保護(hù)建筑宏觀損傷的理念與方法，充分反映了損傷評估中的定性與定量、主觀與客觀的關(guān)系。提出了無損檢測的直接解析法--自疊代修正法，與傳統(tǒng)的反演法相比，其能一次求逆就同時識別損傷數(shù)量、位置與大小和能適應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)所需識別大量損傷參數(shù)數(shù)目，并大幅度降低計算工作量。在研究理論上有了新的進(jìn)展，在土木工程實(shí)踐中有廣泛的適用性，也為結(jié)構(gòu)的損傷識別探索了新的研究

4、途徑。開發(fā)了搜索疊代法和直接解析法兩種損傷檢測數(shù)值仿真的計算機(jī)程序，通過對工程實(shí)例及算例算機(jī)仿真分析及有關(guān)檢測機(jī)構(gòu)正式鑒定，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性和有效性，為實(shí)現(xiàn)近代保護(hù)建筑檢測、鑒定與評估的科學(xué)化、定量化、無損化、實(shí)時化、在線化、打下一定基礎(chǔ)。用含有損傷系數(shù)的結(jié)構(gòu)模型，按現(xiàn)有規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了有損建筑物的重新復(fù)核計算，較科學(xué)地分析了現(xiàn)存結(jié)構(gòu)的實(shí)際力學(xué)狀態(tài)，進(jìn)而為近代保護(hù)建筑的安全性以及修復(fù)或加固提供科學(xué)決策的理論依據(jù)。最后以近