环境激励下结构损伤识别的综合指标法试验研究

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1、第28卷第7期Vol.28No.7工程力学2011年7月July2011ENGINEERINGMECHANICS130文章编号：1000-4750(2011)07-0130-06环境激励下结构损伤识别的综合指标法试验研究*常军，任永辉，陈忠汉(苏州科技学院土木工程学院，江苏，苏州215011)摘要：结构损伤识别是结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一。尽早了解结构的损伤状况和损伤位置有助于提高结构的预期可靠性和安全性，同时降低了结构的维修费用。论文主要研究了如何在环境激励下识别结构的损伤状况。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单

2、方便、精度高的特点，提出了一种以结构的曲率模态为基础，综合考虑频率变化的改进结构损伤识别方法。为了能够在不影响结构运营的前提下对其进行损伤识别，随机子空间方法被引入到该改进的结构损伤识别方法中，最后用一简支混凝土梁对该方法进行了试验验证。试验结果表明：改进的结构损伤识别方法结合随机子空间方法能够有效地识别环境激励下的结构损伤，避免了对结构运营的影响。关键词：随机子空间；损伤识别；不中断运营；曲率模态；模态分析；综合指标中图分类号：U441文献标志码：AEXPERIMENTALINVESTIGATIONOFSTRUCTURALDAMAGEIDENT

3、IFICATIONBYCOMBINATIONINDEXMETHODUNDERAMBIENTEXCITATION*CHANGJun,RENYong-hui,CHENZhong-han(SchoolofCivilEngineering,UniversityofScienceandTechnologyofSuzhou,Suzhou,Jiangsu215011,China)Abstract:Structuraldamageidentificationisoneofthemajorprerequisitesofstructuralhealthmonitor

4、ingandstructuralstatusassessment.Earlydetectionofthedamageanditslocationcanhelpimprovingthereliabilityandsafetyofthestructure,thusreducingthemaintenancecost.Thepaperfocusesonhowtoidentifythestructuraldamageunderambientexcitation.Sincethecurvaturemodeismoresensitivetostructura

5、llocaldamage,whilethefrequencyiseasytotestwithhighprecision,thepaperpresentsanimprovedstructuraldamageidentificationmethodbasedonstructuralcurvaturemodeandthefrequencychange.Inordertoidentifythestructuraldamageunderambientexcitationwithoutinterruptingitsstructuraloperation,st

6、ochasticsubspaceidentificationisintroducedinthemethod.Finally,asimplesupportconcretebeamisthentestedinthelaboratorytoverifytheeffectivenessofthestructuraldamageidentificationmethodpresentedherein.Thetestresultsshowthattheimprovedmethodwithstochasticsubspaceidentificationcanef

7、fectivelyidentifythestructuraldamageunderambientexcitationwithoutinterruptingtheoperationofstructure.Keywords:stochasticsubspaceidentification;damageidentification;withoutinterruptingtheoperation;curvaturemode;modalanalysis;combinationindex现在社会的发展主要依赖于许多结构，例如：这些结构在其服务年限内，由于内外

8、环境的影响，建筑物、飞机、桥梁、风力涡轮机、海洋平台等。导致其出现连续的损伤积累。为了实时了解结构的———————————————收稿日