基于監(jiān)測數據的隔震結構動力特性異變分析及模型修正.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隔震技術因其良好的性能表現(xiàn)成為土木工程基礎設施抵抗地震災害最重要的手段之一。上部結構受到隔震層的隔離保護,降低了地震作用下的人員傷亡和經濟損失。國內外學者對隔震結構做了大量研究,但現(xiàn)有研究主要基于實驗室數據及數值模擬仿真結果,而結構實際工作環(huán)境復雜多變,現(xiàn)有分析結果遠不能反應隔震結構的真實工作狀態(tài)。因此,了解隔震結構在實際工作過程中的響應就顯得尤為重要,但隔震結構在實際環(huán)境因素作用下的實測響應數據相對較少;在地震作用下的響應數據更是鳳毛

2、麟角。為了檢驗隔震設計并保證結構的安全性,本文針對甘肅省嘉峪關市某中學教學樓隔震結構的特點,為其設計并安裝了一套符合該結構特點的隔震結構長期健康監(jiān)測系統(tǒng),利用系統(tǒng)采集的數據對該隔震結構動力特性進行分析。主要研究內容包括以下幾個方面。
  (1)借鑒現(xiàn)有結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實施經驗,針對本文所選基礎隔震結構的特點,為其設計并安裝一套長期健康監(jiān)測系統(tǒng),實時記錄結構周圍主要環(huán)境因素變化及結構響應數據,為隔震結構損傷識別、模型修正和安

3、全評估提供大量寶貴數據。
 ?。?)基于環(huán)境激勵下的結構響應及周圍主要環(huán)境因素變化數據,結合現(xiàn)場調研結果,對影響隔震結構模態(tài)參數的主要因素進行分析。結果表明,人員集中質量變化與模態(tài)頻率和阻尼比的相關性均較大;溫度變化與模態(tài)頻率的相關性較強,與阻尼比的相關性較弱。借用有限元軟件分析人員活動及溫度變化對隔震性能的影響,為隔震結構設計提出改進建議。
  (3)基于地震作用下的實測結構響應數據,分析驗證隔震結構在地震作用下的隔震性能

4、,探究隔震結構模態(tài)參數在地震激勵過程中的變化規(guī)律。結果表明,微幅地震動激勵下隔震層未能有效發(fā)揮作用,并且隔震結構振動特性強烈依賴于震動強度。最后對比分析基礎與隔震層頂部加速度響應頻譜特性的差異,發(fā)現(xiàn)隔震層會對地震波進行“過濾”,改變其頻譜特性。
 ?。?)基于隔震結構實測響應數據,以結構實測頻響函數和理論頻響函數的吻合度為目標函數,采用遺傳算法對隔震結構的層質量、層剛度及阻尼比等結構參數進行修正。修正后的結構模型能夠較好地反映實際

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