基于模态应变能法的框架结构损伤识别方法研究

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在工程的运营使用过程中,由于不同的荷载和环境等对其作用,其结构强度往往受到或大或小的损伤,所以及时地对结构进行检测、评价和维修,对减少人身财产等的损伤具有很大作用。为实现对结构进行准确可靠识别损伤情况,本文依托云南省漾濞县地震考察项目,选取分布最为广泛的框架结构作为研究对象,选取环境激励下模态分析方法中应用较多的随机子空间理论、模态应变能理论和Bayes数据融合理论为基础方法支撑,以实现对框架结构在损伤位置和损伤程度的有效识别为研究目标,通过对识别结果的分析,一定程度上实现了对框架结构的损伤情况、安全评估和使用寿命预测,有利于避免一些工程事故的发生,确保工程结构的正常使用和人民的生命财产安全。本文采用两阶段识别方法:第一步首先将结构按楼层划分,建立框架结构的层模型,应用基于协方差的随机子空间方法,完成识别该模型的模态参数的算法,并提取出其频率、振型等模态信息,应用模态应变能理论,计算个单元模态应变能变化率指标,进而判断出损伤楼层;第二步对损伤所在的楼层进行有限元建模,针对该有限元框架模型,再次应用基于协方差的随机子空间方法、模态应变能理论完成对该损伤层框架的损伤位置的初步诊断,利用Bayes数据融合理论,根据框架结构弯矩图确定条件概率和先验概率,更为精确地识别损伤情况,进而完成对整个框架结构的损伤位置和损伤程度的识别方法研究。最后把所研究的该识别方法应用到漾濞县高老庄酒店具体工程的损伤结果研究中,对应用此方法得到的结果与实际考察发现进行分析对比,验证了此方法的实用性和准确性,也说明了该方法的工程可行性。
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