框架振型平移與轉(zhuǎn)角對梁柱損傷敏感性研究.pdf

1、近年來，損傷識別已成為土木工程學科中一個重要領(lǐng)域，對結(jié)構(gòu)進行損傷識別能有效防止結(jié)構(gòu)失效的發(fā)生?？蚣芙Y(jié)構(gòu)因其適用范圍廣、形式簡單等諸多優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于實際工程。對框架結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)進行損傷敏感性分析，是進行框架結(jié)構(gòu)損傷識別研究的基礎(chǔ)，同時也有利于發(fā)掘出適用于一般結(jié)構(gòu)的損傷識別方法。本文針對框架結(jié)構(gòu)振型平移、振型轉(zhuǎn)角和振型斜率對梁柱損傷的敏感性問題，進行了理論、數(shù)值與實驗研究，并取得了一些研究成果。
　　首先，針對一般框架結(jié)構(gòu)，利用

2、結(jié)構(gòu)振動方程、結(jié)構(gòu)剛度矩陣的特性和零質(zhì)量自由度與非零質(zhì)量自由度之間的關(guān)系等，推導出了結(jié)構(gòu)振型平移、振型轉(zhuǎn)角、振型斜率對梁柱損傷的敏感性系數(shù)表達式。對所推導出的表達式進行進一步分析，得到了當柱損傷時，該柱所在層一階振型斜率一定增大的結(jié)論。
　　其次，建立了2層2跨和6層3跨兩個框架數(shù)值模型，分析并得到底層柱損傷、中間或頂層柱損傷和梁損傷三種工況下結(jié)構(gòu)振型平移、振型轉(zhuǎn)角和振型斜率的敏感性系數(shù)，并與應(yīng)用本文推導出的表達式計算的敏感性系數(shù)

3、進行比較，驗證了表達式的正確性。對兩個框架數(shù)值模型的模態(tài)參數(shù)敏感性分析表明：框架層數(shù)、跨數(shù)的變化不影響振型轉(zhuǎn)角和振型斜率的敏感性規(guī)律；振型平移、振型轉(zhuǎn)角和振型斜率與損傷構(gòu)件的剛度之間基本為線性關(guān)系；對于振型斜率，柱損傷時，損傷柱所在層振型斜率增大；對于振型轉(zhuǎn)角，柱損傷時，與損傷柱相連節(jié)點振型轉(zhuǎn)角均減小，且對損傷最為敏感，梁損傷時，與損傷梁相連節(jié)點振型轉(zhuǎn)角均增大，且對損傷最為敏感。
　　最后，分別對三個2層2跨的鋼框架模型進行了實驗