基于时域方法的结构状态评估.pdf

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1、郭丽娜等：基于时域方法的结构状态评估53基于时域方法的结构状态评估郭丽娜，郭亚军(1．哈尔滨-r~l,大学建筑设计研究院。哈尔滨150090；2．齐齐哈尔龙铁建筑安装股份有限公司。黑龙江齐齐哈尔161000)【摘要】应用两阶段识别方法，对结构状态进行评估。第一阶段，利用结构不完备测量信息，对结构外荷载进行识别，基于识别的外荷载重构结构时程信息。第二阶段，利用测量时程和重构时程，基于时域灵敏度方法，对结构损伤识别。应用IIRS模型缩聚方法，将8层砌体结构缩聚成8个自由度的剪切型模型。在数值仿真计算中，基于砌体结构的不完备地震时程响应记录，对地震荷载进行识别，并对结构损伤状况进行评估。结

2、果证明，即使在有噪声的情况下，提出的结构状态方法依然能够很好的重构结构响应，并能识别地震荷载和结构损伤程度、位置，较好的计算出损伤程度。【关键词】灵敏度方法；结构荷载识别；结构参数识别；L—cum方法；参数分析【中图分类号】TU393．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)07—0053一o3结构损伤识别通过对比结构损伤前后的模态信息，如振型、频率、模态应变能、模态柔度矩阵等，可以求解结构损其中，状态向量z=【X】，伤位置和损伤程度；利用结构损伤前后的时程信息，同样可以找到结构的损伤位置和损伤大小【lj。但是和频域方法相A=【L一一一一cC】J，曰=【L一】J比

3、，结构损伤识别的时域方法往往需要更少的数据。例如，Y为r／．qx1的观测向量，可表示为结构速度、位移、加速时域的损伤识别方法仅仅需要200—300个离散点的信息就度的线性组合。利用一阶离散化，方程(2)可改写为离散状可以发现结构的损伤位置和程度，而这些信息对于频域的态空间方程，如方程(3)和(4)所示。损伤识别方法是远远不够的。因此，在结构建成并安装结(+1)=A。z()+B。(一MCXs+L·F(j))(3)构健康监测系统时，可以通过频域方法和大量的环境激励y(J)=Rz(j)+D(～+L·F(j))信息，对结构参数进行迭代修正，从而得到较为精确的结构模型。结构状态评估的时域方法需

4、要的信息量少，能够满(=1，2，⋯，JIv)(4)足快速评估的需求，对于极端荷载作用下的结构模型的在上标D表示离散结构系统；Ⅳ为结构采样点个数。线快速修正有极大优势。近几年，Hansen，L·K·等人提出2基于状态空间的结构荷载识别输出向量，，(_『)可以表示为外荷载激励F(k)，(k=0，1，了新的正则化迭代方法，此方法在一定范围内对结构参数进行优化，得到一定范围内的结构参数识别最优解。最⋯J)和地面加速度的函数，方程(3)和(4)可表示为：后通过IIP,S方法，将八层框砌体结构缩聚成8自由度的剪切型模型，利用模型不完备地震响应时程，识别地震荷载大y(JI)=∑(一MGXs(j一．

5、j})+L·，(卜．j}))(5)小和评估结构损伤位置及程度。通过对比，算例验证了两其中，％=D，=RA墨曰。方程(5)中的Markov参数阶段法的准确性和工程适用性。在测量加速度响应有噪声对于既定的结构系统为常数，这个参数经常用于线性结的情况下，此方法仍能得到较为准确的损伤识别结果。构系统的参数识别和评估。1结构体系的动力学方程及状态空间方程对于既定的结构，矩阵吼为常数，结构时程响应向量lr当结构受到地震荷载和外荷载作用时，结构运动方程可通过结构的测量响应得到．外荷载可以通过最小二乘法可以表示为：求得，如下式所示：MX+c+KX=一MG+·F(1)F=(研)(1，一Xg)(6)式中

6、，、c、K分别为结构质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩正则化方法是求解不适定问题的有效的工具之一，能阵；G为地震荷载作用位置矩阵；为其它外荷载作用位置够改善不适定问题解的精度和收敛性。阻尼最小二乘法将会给方程(6)的解提供约束，外荷载通过正则化方法，可以矩阵，，和分别为结构加速度、速度和位移向量。结构的表示为下式：阻尼设为Rayleigh阻尼。根据式(1)，结构运动方程在状态空间中可表达为：磁(1，一HGXs)=(以+A，)F(7)z=Ac+曰c(一MGXg+L·F)(2)F=(研吼+A，)(Y一)宋灿等：收缩徐变影响的施工期框架结构分析55收缩徐变影响的施工期框架结构分析宋灿，郑惠军(华北

7、水利水电学院土木与交通学院，郑州450011)【摘要】在施工期间，框架结构中框架柱之间轴压比的不同以及混凝土收缩和徐变的存在，造成了构件之间存在竖向变形差异，进而会对框架结构中梁柱内力产生重要的影响。本文以一栋框架结构高层建筑为分析对象，分析了施工过程及收缩徐变对框架结构竖向变形及内力的影响，并在此基础上对结构分析及设计提出了一些有用的建议。【关键词】框架结构；施工过程；收缩；徐变；竖向变形；内力【中图分类号】TU~74【文献标识码】B【文章编号】1001