基于模態(tài)柔度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損傷識別理論與試驗研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)識別是一門跨學科的綜合性研究，自上世紀70年代以來一直處于熱門研究領(lǐng)域。近十年來ASCE-SEI致力于推廣結(jié)構(gòu)識別六步圓的研究框架，以此來規(guī)范結(jié)構(gòu)識別的相關(guān)研究，這已受到很多研究學者的推崇。依據(jù)“理論-試驗-決策”的研究思路，結(jié)構(gòu)識別六步圓包括:(1)觀察和概念;(2)先驗模型;(3)控制實驗;(4)數(shù)據(jù)分析與闡述;(5)模型校驗和參數(shù)識別;(6)模型模擬預測。本文在總結(jié)和吸收國內(nèi)外的優(yōu)秀成果基礎(chǔ)上，對實驗室的鋼筋混凝土簡支梁、連續(xù)

2、梁和地基上空間框架模型進行靜動力試驗及結(jié)構(gòu)識別研究。具體內(nèi)容如下:
　　(1)在理論上拓展了模態(tài)柔度概念，并發(fā)展了基于頻響函數(shù)截距的模態(tài)柔度算法。針對模態(tài)柔度僅基于位移響應的研究現(xiàn)狀，本文提出了包含力矩和轉(zhuǎn)角信息的廣義模態(tài)柔度。一根薄壁方鋼管懸臂梁的靜力分析、模態(tài)分析和線性時程分析結(jié)果被用來驗證模態(tài)柔度算法的正確性，研究表明轉(zhuǎn)角振型比位移振型的質(zhì)量參與系數(shù)低，因而轉(zhuǎn)角模態(tài)柔度的精度比位移模態(tài)柔度低，合成轉(zhuǎn)角模態(tài)柔度需要更高階的轉(zhuǎn)角

3、振型。
　　(2)鋼筋混凝土簡支梁自振頻率隨著損傷程度的加深逐漸降低，阻尼比增加，且應變振型比位移振型更能敏感地識別損傷位置，而模態(tài)柔度能綜合全面地反映鋼筋混凝土簡支梁的損傷位置和損傷程度?；炷练蔷€性使模態(tài)柔度位移和靜載位移處于不同的受力狀態(tài)。鋼筋混凝土簡支梁的邊界條件對模態(tài)參數(shù)影響大，并基于Strand7 API-Matlab交互訪問修正不同損傷工況簡支梁的物理參數(shù)，獲得鋼筋混凝土簡支梁的剛度梯形退化曲線。
　　(3)由

4、于結(jié)構(gòu)識別中測量誤差和模型誤差的補償?shù)窒?，傳統(tǒng)單模型結(jié)構(gòu)識別顯示出其局限性，從而指出結(jié)構(gòu)識別可靠性的重要性。本文以鋼筋混凝土連續(xù)梁的靜動力測試結(jié)果為依據(jù)，選取混凝土的彈性模量和密度、中間支座剛度及端部支座剛度4個模型碎片建立了10000個有限元模型，研究模型碎片的靈敏度和位移測點熵值排序，并運用靜力位移和模態(tài)頻率進行基于誤差閾值的多模型甄選。
　　(4)填充墻對鋼筋混凝土空間框架模態(tài)參數(shù)的影響顯著。設計一組空框架、粘土磚框架和填充