網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷的系統(tǒng)識(shí)別方法研究.pdf

1、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與眾多土木工程結(jié)構(gòu)一樣,在它們的施工階段和正常使用階段產(chǎn)生或累積損傷.為了保證結(jié)構(gòu)的安全使用,及時(shí)了解發(fā)現(xiàn)這些損傷是非常重要的.結(jié)構(gòu)損傷的系統(tǒng)識(shí)別技術(shù)是利用結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)響應(yīng)信息判斷結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài),與傳統(tǒng)針對(duì)構(gòu)件截面的損傷檢測(cè)相比具有檢測(cè)方便、工作量小、費(fèi)用低等特點(diǎn),特別適用結(jié)構(gòu)的大規(guī)模普查,受到了越來(lái)越多地關(guān)注,成為結(jié)構(gòu)工程研究的熱點(diǎn)之一.目前的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別研究大多將發(fā)生損傷的桿件人為地限定在某些部位,來(lái)分析識(shí)別方法的有效性和

2、精度.然而,在實(shí)際工程中,通常是無(wú)法預(yù)先得知損傷桿件出現(xiàn)在什么部位,所有桿件都是待識(shí)別構(gòu)件,于是帶來(lái)了需要識(shí)別的桿件數(shù)量巨大與測(cè)試信息不足的矛盾.該文的研究目的就是要尋找能夠適用于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)這樣一類(lèi)具有大量桿件數(shù)的實(shí)際結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別方法.論文以南京市新華大廈新聞發(fā)布廳的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為工程背景,提出先進(jìn)行分區(qū)識(shí)別,縮小識(shí)別范圍;繼而對(duì)位于損傷區(qū)域的所有桿件進(jìn)行識(shí)別,判別實(shí)際的受損桿件,估計(jì)損傷程度的兩步識(shí)別途徑.借助子結(jié)構(gòu)修正的概念,對(duì)剛度

3、矩陣進(jìn)行分塊,建立桿件與區(qū)號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;利用結(jié)構(gòu)損傷前后動(dòng)力響應(yīng)的變化信息,對(duì)各分塊剛度矩陣的損傷因子α(縮減因子)進(jìn)行識(shí)別,找出可能的損傷區(qū)域和相應(yīng)的桿件,從而使需要識(shí)別的桿件數(shù)大大減少.算例表明,損傷各地區(qū)域的分塊查找一般可以使待識(shí)別桿件數(shù)減少60％~70％.桿件損傷的識(shí)別可以利用靜力位移信息、動(dòng)力響應(yīng)信息或同時(shí)利用靜力位移和動(dòng)力響應(yīng)信息.分析發(fā)現(xiàn),對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu),用靜力位移進(jìn)行損傷識(shí)別的精度最好;用動(dòng)力響應(yīng)信息進(jìn)行識(shí)別時(shí),原結(jié)構(gòu)的對(duì)