框架結(jié)構(gòu)的模型修正與損傷識別研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)在其長達(dá)幾十年、甚至數(shù)百年的服役過程中，環(huán)境侵蝕、材料老化、交變荷載的疲勞效應(yīng)等因素的耦合作用將不可避免地導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷積累和抗力衰減，從而降低結(jié)構(gòu)抵抗極端荷載的能力，甚至引發(fā)災(zāi)難性事故。當(dāng)前，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測已經(jīng)成為土木工程學(xué)科的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，而結(jié)構(gòu)損傷識別與模型修正則是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的核心問題。
　　本文針對框架結(jié)構(gòu)，研究基于結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)監(jiān)測的模型修正與損傷識別方法。全文共分為四章，具體如下：
　　第一章是緒論。

2、主要介紹了本文的研究背景、目的、意義以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。
　　第二章是框架結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型與平面剛架模型。首先，利用通用有限元分析軟件ANSYS采用實(shí)體單元對一榀十層混凝土框架進(jìn)行仿真模態(tài)分析，以此作為真實(shí)結(jié)構(gòu)的模態(tài)；其次，采用梁單元建立該框架的平面剛架模型，即名義模型，在數(shù)學(xué)計(jì)算軟件MATLAB中通過剛度陣和質(zhì)量陣的形式實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行模態(tài)分析；最后，將二者的模態(tài)結(jié)果進(jìn)行對比分析，認(rèn)為名義模型經(jīng)修正可以表征實(shí)體結(jié)構(gòu)。
　　第三

3、章是基于遺傳算法的模型修正。利用ANSYS分析得到的實(shí)體模型模態(tài)結(jié)果（前兩階頻率和第一階振型），應(yīng)用遺傳算法修正了平面剛架模型柱子的計(jì)算長度；并使用頻率相對誤差和模態(tài)置信度(MAC)等指標(biāo)對修正前后的動力特性進(jìn)行比較，結(jié)果表明在累積質(zhì)量參與系數(shù)足夠大的前幾階模態(tài)上修正效果良好。
　　第四章是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的損傷識別。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采用兩種損傷指標(biāo)——頻率變化比和一階振型層間位移改變值進(jìn)行了損傷定位的研究，討論了這兩種指標(biāo)在損