【摘 要】
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钢框架结构是日常生活中最为常见的建筑结构,但是,较差的耐腐蚀性对其结构的可靠性造成了较为严重的影响。对于一般的钢框架结构,往往在使用4-5年后便需要对其损伤位置进行除锈或者加固处理。因此,如何快捷并准确地识别钢框架结构的损伤位置及程度受到国内外学者的广泛关注。本文通过借助MATLAB有限元程序及ANSYS有限元分析软件对风载激励的钢框架结构进行损伤识别,并提出一种新的损伤识别算法。研究结果表明,该
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钢框架结构是日常生活中最为常见的建筑结构,但是,较差的耐腐蚀性对其结构的可靠性造成了较为严重的影响。对于一般的钢框架结构,往往在使用4-5年后便需要对其损伤位置进行除锈或者加固处理。因此,如何快捷并准确地识别钢框架结构的损伤位置及程度受到国内外学者的广泛关注。本文通过借助MATLAB有限元程序及ANSYS有限元分析软件对风载激励的钢框架结构进行损伤识别,并提出一种新的损伤识别算法。研究结果表明,该算法能够在钢框架结构产生较为严重的损害之前快速且准确的定位其损伤位置,分析其损伤程度,具有较强的工程实际应用价值。本文的主要研究内容如下:(1)基于有限元程序进行风荷载模拟谱编写,结合自相关函数与互功率谱密度的关系进行分析,模拟混合风荷载压力下自编MATLAB程序在不同高度情况下的随机风荷载反应谱,为模拟结构损伤提供理论基础。(2)借助ANSYS有限元软件构建钢框架模型,首先对该模型的底部钢板削减抗弯刚度进行模拟损伤,然后对损伤参数的结构响应功率谱灵敏度矩阵进行推导,构造出功率谱差值矩阵,最终,带入矩阵中求解出超静定方程。(3)基于损伤识别算法的研究,通过对钢框架结构有限元模型进行损伤模拟,验证提出的算法对于损伤识别的有效性,并探讨模型在4种单损伤及5种多损伤工况下的可靠性,验证了基于风荷载激励下功率谱损伤识别的合理性和准确性。借助实际工程“京畿之门”结构,对其进行响应数据分析。使用ANSYS对结构进行建模,研究结构在长期风载及温度监测下发生的变化情况等内容,针对所发生的变化进行分析,证明了在实际结构工程中基于风荷载激励的影响,使用功率谱灵敏度方法进行损伤识别的可靠性。
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