網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷的系統(tǒng)識別方法研究.pdf

1、空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與眾多土木工程結(jié)構(gòu)一樣,在它們的施工階段和正常使用階段產(chǎn)生或累積損傷.為了保證結(jié)構(gòu)的安全使用,及時了解發(fā)現(xiàn)這些損傷是非常重要的.結(jié)構(gòu)損傷的系統(tǒng)識別技術(shù)是利用結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)響應信息判斷結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài),與傳統(tǒng)針對構(gòu)件截面的損傷檢測相比具有檢測方便、工作量小、費用低等特點,特別適用結(jié)構(gòu)的大規(guī)模普查,受到了越來越多地關(guān)注,成為結(jié)構(gòu)工程研究的熱點之一.目前的結(jié)構(gòu)損傷識別研究大多將發(fā)生損傷的桿件人為地限定在某些部位,來分析識別方法的有效性和

2、精度.然而,在實際工程中,通常是無法預先得知損傷桿件出現(xiàn)在什么部位,所有桿件都是待識別構(gòu)件,于是帶來了需要識別的桿件數(shù)量巨大與測試信息不足的矛盾.該文的研究目的就是要尋找能夠適用于空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)這樣一類具有大量桿件數(shù)的實際結(jié)構(gòu)的損傷識別方法.論文以南京市新華大廈新聞發(fā)布廳的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為工程背景,提出先進行分區(qū)識別,縮小識別范圍;繼而對位于損傷區(qū)域的所有桿件進行識別,判別實際的受損桿件,估計損傷程度的兩步識別途徑.借助子結(jié)構(gòu)修正的概念,對剛度

3、矩陣進行分塊,建立桿件與區(qū)號的對應關(guān)系;利用結(jié)構(gòu)損傷前后動力響應的變化信息,對各分塊剛度矩陣的損傷因子α(縮減因子)進行識別,找出可能的損傷區(qū)域和相應的桿件,從而使需要識別的桿件數(shù)大大減少.算例表明,損傷各地區(qū)域的分塊查找一般可以使待識別桿件數(shù)減少60％~70％.桿件損傷的識別可以利用靜力位移信息、動力響應信息或同時利用靜力位移和動力響應信息.分析發(fā)現(xiàn),對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu),用靜力位移進行損傷識別的精度最好;用動力響應信息進行識別時,原結(jié)構(gòu)的對