基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)獲取與分析方法.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中傳感器數(shù)量以及采集的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)種類有限的情況，造成結(jié)構(gòu)荷載作用狀況和整體響應(yīng)狀況認(rèn)知受限，尤其是結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。因此基于有限的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取結(jié)構(gòu)荷載信息和響應(yīng)信息尤為重要。本文以珠海歌劇院為研究背景，提出了模擬結(jié)構(gòu)荷載作用方法，施加更新后的有限元模型，獲得計(jì)算響應(yīng)，并基于上述方法分別研究了結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息實(shí)時(shí)獲取方法和荷載長(zhǎng)期作用下響應(yīng)特征。具體研究成果如下：
　　基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)分析方法。溫度作用模擬主要

2、考慮結(jié)構(gòu)整體溫度水平和溫度場(chǎng)的不均勻性。利用Ecotect Analysis2011計(jì)算不同時(shí)段太陽輻射累積量并依據(jù)累積量差異進(jìn)行溫度分區(qū)，結(jié)合不同分區(qū)溫度傳感器實(shí)測(cè)值計(jì)算各分區(qū)溫度代表值。風(fēng)荷載模擬基于健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)測(cè)傳感器和縮尺模型風(fēng)洞試驗(yàn)共同支持，獲得風(fēng)場(chǎng)的相關(guān)參數(shù)；表面復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)分區(qū)，分別計(jì)算各分區(qū)等效靜風(fēng)荷載。根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際工況，對(duì)有限元模型中構(gòu)件的連接形式信息更新，保證有限元模型能準(zhǔn)確反映實(shí)際結(jié)構(gòu)性能。將溫度作用和風(fēng)

3、荷載模擬值施加在更新后的有限元模型獲取計(jì)算響應(yīng)，對(duì)比測(cè)點(diǎn)的計(jì)算和實(shí)測(cè)響應(yīng)并驗(yàn)證該方法的有效性，從而獲得準(zhǔn)確的非測(cè)點(diǎn)響應(yīng)信息。
　　基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的環(huán)境變化與響應(yīng)關(guān)聯(lián)分析方法。基于環(huán)境變化提出影響因素概念，結(jié)構(gòu)周邊環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，簡(jiǎn)化為若干種影響因素并確定各因素取值。基于結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)分析方法，計(jì)算各因素不同取值單獨(dú)作用的結(jié)構(gòu)響應(yīng)大小和位置，建立響應(yīng)識(shí)別信息庫。依據(jù)實(shí)測(cè)環(huán)境變化計(jì)算響應(yīng)，與實(shí)測(cè)響應(yīng)比較，驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性。依據(jù)上述方

4、法，將待測(cè)環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的作用分解為若干影響因素及取值，對(duì)照響應(yīng)識(shí)別信息庫分別獲取實(shí)時(shí)響應(yīng)信息，綜合各響應(yīng)信息得到結(jié)構(gòu)總體響應(yīng)。
　　長(zhǎng)期荷載作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)特征研究方法。探究引起各影響因素取值變化的環(huán)境參數(shù)種類，同時(shí)得到影響因素取值變化與對(duì)應(yīng)環(huán)境參數(shù)變化的內(nèi)在關(guān)系；選擇合適的數(shù)據(jù)庫并查詢歷史數(shù)據(jù)，研究選定的環(huán)境參數(shù)長(zhǎng)期變化規(guī)律，基于此規(guī)律獲得影響因素取值長(zhǎng)期變化的關(guān)系；利用結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)分析方法，獲得荷載長(zhǎng)期作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)特征及變化情況