土木工程結構參數(shù)識別時域法研究.pdf

1、土木工程結構參數(shù)識別理論是為工程結構建立健康監(jiān)測系統(tǒng)、進行損傷識別與狀態(tài)評估工作的基礎，對維護現(xiàn)役結構的安全與正常運營有重要的意義。本文主要圍繞識別結構物理參數(shù)的時域法展開討論，旨在基于對結構動力響應時程的量測數(shù)據(jù)，識別出能夠反映結構實際狀態(tài)改變的特征物理參量。 本文首先歸納了時域物理參數(shù)識別問題的基本理論與主要研究方法，為本文的后續(xù)研究工作構建了基本的理論框架。繼而在一種已有的參數(shù)識別算法的基礎上提出一種改進算法，其基于結構有

2、限元模型與靈敏度分析方法，可以在未知輸入激勵條件下識別出單元水平的物理參數(shù)，并具有更高的計算效率。本文還進一步提出如何應用該改進的識別算法識別子結構的特征參數(shù)、以及非線性參數(shù)系統(tǒng)中的參數(shù)，這些擴展理論對于提高識別計算效率、減輕識別前的響應量測與數(shù)據(jù)準備工作量、以及擴大識別算法所適用的結構類型的范圍是很有意義的。 為了闡明上述識別理論的實際工程應用，并檢驗其識別效果，本文以數(shù)值仿真方式識別了四種類型的工程結構，同時討論了對結構有限

3、元模型的阻尼的處理以及未知激勵的各種作用形式對識別結果的影響。算例證明了上述識別理論可適用的結構類型很廣，包括大規(guī)模結構、子結構、平面應力狀態(tài)下的結構等，并能夠在未知輸入條件下、基于無噪聲的時域內(nèi)動力響應量測數(shù)據(jù)，高效、準確地識別出單元水平的物理參數(shù)。 由于實際識別問題中通常會包含一定水平的量測噪聲，因此有必要進一步增強識別算法抵抗噪聲干擾的能力。鑒于識別問題的嚴重病態(tài)性，本文應用了一類正則化方法以及完全最小二乘方法，同時基于適