大跨空間鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別與環(huán)境變異性研究.pdf

1、在2008年北京奧運(yùn)會(huì)的帶動(dòng)下，我國(guó)興建了一大批外形獨(dú)特、體系復(fù)雜的大跨空間鋼結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通常是人員聚集的大型活動(dòng)場(chǎng)所，其安全性非常重要。為了保證這些結(jié)構(gòu)在使用期間的安全性，很多都建立了相應(yīng)的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采取故障預(yù)警措施。模態(tài)參數(shù)識(shí)別是結(jié)構(gòu)健康診斷和損傷評(píng)估的重要基礎(chǔ)，但由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)識(shí)別得到的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)會(huì)受到環(huán)境因素的影響，需要分析環(huán)境因素對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響，進(jìn)而與損傷引起的模態(tài)參數(shù)改變區(qū)分開(kāi)來(lái)。
　　本文研究了模態(tài)參數(shù)識(shí)別的隨

2、機(jī)子空間方法，編制了隨機(jī)子空間法MATLAB程序，給出了系統(tǒng)階次對(duì)隨機(jī)子空間法識(shí)別結(jié)果的影響規(guī)律。針對(duì)隨機(jī)子空間方法系統(tǒng)階次難以確定的問(wèn)題，本文引用奇異熵增量作系統(tǒng)定階，仿真算例表明該方法有效，可以快速、準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)階次。算例證實(shí)了隨機(jī)子空間法能夠識(shí)別密集模態(tài)，可以用于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別。
　　研究了溫度對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的影響。分析表明，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率與溫度負(fù)相關(guān)，而網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率與溫度正相關(guān)，并且

3、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率對(duì)溫度更敏感。溫度對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系模態(tài)頻率的影響規(guī)律不同，不同結(jié)構(gòu)體系模態(tài)頻率的溫度敏感性也不同，需要針對(duì)具體的結(jié)構(gòu)形式做具體分析。
　　采用國(guó)家游泳中心健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的溫度、風(fēng)速和振動(dòng)數(shù)據(jù)，研究了國(guó)家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率的環(huán)境變異性。分析表明，國(guó)家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)豎向模態(tài)頻率與溫度負(fù)相關(guān)，低階模態(tài)頻率變化率大于高階模態(tài)，并呈單調(diào)遞減趨勢(shì)。國(guó)家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)豎向模態(tài)頻率與風(fēng)速也是負(fù)相關(guān)，對(duì)于風(fēng)速的影響，高階模態(tài)頻