基于小波與SVD理論的木結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別與環(huán)境影響研究.pdf

1、中國古建筑木結(jié)構(gòu)獨(dú)特的建筑形式、科學(xué)的結(jié)構(gòu)體系，是屹立于世界建筑之林的瑰寶，是幾千年來勞動人民智慧和文明的結(jié)晶。經(jīng)過長年的使用以及內(nèi)外環(huán)境影響，結(jié)構(gòu)的安全性能值得堪憂。模態(tài)參數(shù)的識別對于及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的健康狀況，評估安全性、可靠性和耐久性，進(jìn)而加固結(jié)構(gòu)防御災(zāi)害有重大意義。
　　基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展為模態(tài)參數(shù)識別奠定了基礎(chǔ)，信號處理理論也從時域、頻域發(fā)展到了時頻域，環(huán)境激勵下的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別往往是非線性的時變信號，小波與SVD(Singu

2、lar Value Decomposition)理論適用于該條件下的時頻分析法。
　　本論文在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目《古建木構(gòu)的狀態(tài)評估、安全極限與性能保持》(51338001)的框架下，以揚(yáng)州周扶九鹽商住宅、揚(yáng)州準(zhǔn)提寺藏經(jīng)樓為研究對象進(jìn)行了模態(tài)參數(shù)識別。本文的主要內(nèi)容包括:
　　1.基于小波與SVD理論的MATLAB快速方便的算法實(shí)現(xiàn)，正確選擇小波尺度，保留需要的頻帶的小波變換系數(shù)，選擇最佳的中心頻率和帶寬頻率，處理密集

3、模態(tài)和端點(diǎn)效應(yīng)等。并通過一七自由度阻尼系統(tǒng)驗(yàn)證算法的可行性。
　　2.長期監(jiān)測周扶九鹽商住宅在環(huán)境激勵下的模態(tài)參數(shù)變化，觀察在不同氣溫不同相對濕度環(huán)境下的木結(jié)構(gòu)動力特性，總結(jié)變化規(guī)律、分析影響測試結(jié)果的因素。對揚(yáng)州準(zhǔn)提寺藏經(jīng)樓選取了兩個相對濕度差異較大的環(huán)境進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別。兩個實(shí)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了環(huán)境因素對于木結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)有一定影響。
　　3.利用ANSYS有限元軟件建立周扶九鹽商住宅的有限元模型，建立半剛性榫卯節(jié)點(diǎn)，通過