深圳市民中心屋顶网架结构的有限元模型修正及模态参数识别

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:OsWorkFlow
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代的许多土木结构正不断向大型化、复杂化方向发展,高层、大跨结构不断出现;同时,我国在役建筑物中有许多结构物存在着不同程度的损伤或结构已经进入服役后期,急需损伤鉴定与维修加固。对于重大土木工程结构,容易实现和量测的是结构的动力响应。利用结构的动力响应识别结构的物理参数,并进而评价结构性能、判别结构的损伤以及实现结构的有限元模型修正已成为新世纪土木工程领域的一个前沿研究热点。 要对建筑结构进行动力响应预测、振动控制和结构状态评估及健康监测,首先必须详细了解结构的动力特性。结构的动力特性和结构物理参数直接相关,这些动力特性可以通过有限元分析得到其理论值,也可以由实验模态分析得到其实测值。由于模型描述实际结构的不精确性,结构模态参数的实测值与有限元理论值之间常常存在较大的差异,因而迫切需要解决的问题便是如何对有限元模型进行修正,使得模型模态特性的理论值趋近于实测值。神经网络方法因其具有非线性映射能力强、计算速度快、容错性好等优点,非常适合于结构有限元模型修正。但如何改变实验数据不完备、如何选取结构损伤标识量、如何选定合适的神经网络类别等问题没有得到很好的解决。 由于钢结构的模型误差主要体现对杆件连接刚度而非对杆件的物理尺寸的把握上,故本文以深圳市民中心屋顶网架结构为对象,针对其节点固结系数,选择节点连接刚度为损伤标识量,通过研究结构模态变化与节点连接刚度变化的关系,建立了有限元模型修正的神经网络模型,通过理论模态分析对深圳市民中心屋顶网架结构的有限元模型进行了修正。 本文依据风洞试验数据模拟了静风压的空间分布,依据脉动风谱模拟了网架结构的风荷载时程,并对有限元模型进行了有限元瞬态动力学时程分析。建立了以固结系数表示的三维空间有限元模型,根据单元刚度矩阵中的固结系数的变化,建立固结系数与结构动力特性的关系,应用BP神经网络,进行结构节点固结系数的识别;研究了用于振动测试的加速度传感器的优化配置与网架结构模态参数的实侧方法,通过在风荷载作用下有限元瞬态动力学时程分析检验了有限元模型修正的精确性。 根据本文的研究可以得知,BP神经网络可以很好的用于结构有限元模型的修正;模态分析和时程分析相结合的方法,能够很好的保证有限元模型修正的神经网络模型的可靠性。
其他文献
SBS改性沥青技术可以大幅度提高高速公路路面的技术性能,提高路面的使用性能和使用寿命,是现今世界各国应用最为广泛的改性沥青技术之一。我国正处在经济快速发展时期,对高速公
富营养化水体中的藻类问题变得日益严峻,尤其是在易引发高藻的夏秋季节,许多以湖泊水作为水源的自来水厂的正常运行都受到藻类的威胁,滤池经常为藻类及其分泌的黏液堵塞,缩短
矩形钢管混凝土结构体系具有承载力高、塑性和韧性好,节约钢材和施工方便、耐火性能好以及经济性能好等优点,近年来在国内外得到了较为广泛的关注。然而,对于矩形钢管混凝土拱肋
拱桥因其造型美观、承载力大、造价低廉、耐久性好等优点,在我国历来备受重视。钢管混凝土同时解决了拱桥材料高强化和拱圈施工轻型化两个问题,在桥梁中也得到越来越多的采用。
结构振动控制能有效减轻结构在地震等特殊荷载下的动力反应.摩擦耗能装置是目前国内外广泛研究的各种耗能装置中构造最为简单的耗能装置,永磁摩擦耗能装置和电磁摩擦耗能装置
本文讨论了桅杆结构风荷载Gauss计算模型所对应的功率谱密度函数矩阵的计算方法,对非Gauss模型进行了介绍,并根据多维随机过程理论给出了风荷载时程模拟的具体方法,对模拟时
EPAS结构计算软件核心程序是由DRAIN-2DX移植及改造过来的,DRAIN-2DX计算分析功能强大,它可以进行平面结构模型的静力线性及非线性分析、动力时程分析以及反应谱分析.程序单
受城市地形、城市规模及用水量等多种因素的影响,我国城市供水系统在组成上存在着较大的差异,但大都含有调节构筑物.调节水库在我国城市供水系统中占有十分重要的地位,在保证
我国的建筑工程已由“新建为主”逐渐过渡到“新建与改建并重”的阶段。对既有房屋套建增层改造已成为当今土木工程界的热点之一。由于普遍要求套建增层时,既有房屋须维持正常
  本研究基于大量的文献和广泛的实践,籍助青藏铁路风火山隧道的实测资料,利用现场试验、理论分析、数值模拟和实验室物性参数试验等多种研究手段,对多年冻土区隧道开挖及运营