【摘 要】
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由于结构构件存在初始缺陷、经过长时间的运营或遭受某些自然灾害后,结构通常会产生一定程度的损伤,结构的这些损伤可能对结构的安全使用造成严重影响。桁架结构由于其自身特点在大跨度建筑结构中得到了广泛使用,因此桁架结构损伤识别研究显得十分重要。本文提出了一种基于静力测量数据的空间桁架损伤识别新方法,该方法在有限单元法基础上应用统计学的原理研究了考虑初始模型误差与测量误差的损伤识别。考虑到初始模型的不确定性
【机 构】
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武汉理工大学,土木工程与建筑学院,湖北武汉430070
【出 处】
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第六届全国结构抗振控制与健康监测学术会议
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由于结构构件存在初始缺陷、经过长时间的运营或遭受某些自然灾害后,结构通常会产生一定程度的损伤,结构的这些损伤可能对结构的安全使用造成严重影响。桁架结构由于其自身特点在大跨度建筑结构中得到了广泛使用,因此桁架结构损伤识别研究显得十分重要。本文提出了一种基于静力测量数据的空间桁架损伤识别新方法,该方法在有限单元法基础上应用统计学的原理研究了考虑初始模型误差与测量误差的损伤识别。考虑到初始模型的不确定性,文中引进一组服从标准正态分布的随机变量,初始模型刚度矩阵则可以表示为这组随机变量的函数;测量数据的不确定性也可以用一个服从正态分布的随机变量表示。由于实际测量中测量技术及条件限制,会造成实测数据的不完备。为解决这一问题,对结构的自由度进行分解,将损伤结构中的未测量部分表达为已测数据和结构初始刚度的函数。该方法将结构损伤视为单元刚度的减小,利用初始模型数据和损伤结构实测数据扩充得到的完整信息,建立了结构的损伤识别控制方程,通过递推随机有限元法和静力凝聚法原理求解结构控制方程从而得出结构杆件单元损伤数据的统计特性,进而得出了每个杆件单元的损伤概率。为了进一步提高损伤识别结果的准确度和稳定性,在上述方法的基础上发展了一种求解控制方程的新方法。该求解方法的思路是将已判断出的损伤概率较小的杆件视为无损伤的杆件,然后重新调整杆件单元的损伤指数均值和标准差,回代到控制方程中重新进行损伤识别计算。根据试验数据识别结果可知,改进后的方法能更为有效地诊断出构件的损伤位置和损伤程度,同时能减少误判的可能性,识别精度和稳定性得到了很好的提高,为该静力损伤识别方法在实际工程中的应用打下了理论基础。
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