基于云模型和测量响应的临时看台结构荷载识别

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临时看台结构由于其施工灵活性高、周期短、可回收循环利用等优点,被广泛应用于各种大型文体活动中,然而伴随着看台需求的急剧增长,该领域相关研究、规范相对滞后。当看台结构上人群拥挤、摇摆以及跳跃时,其容易发生较强振动引发看台倒塌等事故发生。因此对临时看台结构进行荷载识别研究工作至关重要。当前针对临时看台结构的研究主要集中于看台结构设计、安全评价、看台承载能力等方面,而对看台结构荷载识别方法的研究相对较少。本文提出了基于云模型和测量响应的临时看台结构荷载识别方法,并通过数值仿真的方式验证该方法对看台结构具有良好的荷载识别性能。主要研究内容如下:①本文首先参考临时看台相关规范和文献,对实际工程临时看台结构进行合理简化,最终得到节点为铰接连接,底部边界条件为固定约束的钢桁架结构,然后利用ABAQUS软件建立临时看台结构的有限元模型并进行模态、参数分析,最后通过MATLAB软件编程计算得到结构的动力响应。②本文提出基于云模型和应变响应的临时看台结构静荷载识别方法,利用临时看台模型的部分杆件单元的应变进行云发生器的构建,建立了一个单条件单规则云发生器,并基于此进行看台结构的静荷载识别。同时,参考文献推导出三维桁架单元与节点荷载的关系进行荷载识别,对比多种荷载工况下两种方法的识别结果,验证了该方法的有效性。③本文提出基于云模型和卡尔曼滤波的临时看台结构动荷载识别方法,首先基于线性离散型卡尔曼滤波器推导出荷载识别算法并利用云模型技术进行优化,有效解决了测量误差、环境噪声等带来的干扰问题,然后应用临时看台结构进行数值仿真,并与未优化的卡尔曼滤波算法的荷载识别方法进行对比,结果表明该方法对临时看台结构具有良好的动荷载识别性能。综合来说,临时看台荷载识别领域相关研究较少,本论文的研究工作可以为临时看台智能安全预警以及结构设计等领域提供参考。另外,本文将云模型理论引入结构荷载识别领域,具有很好的发展前景。
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