【博士】鋼結構房屋長期微振動觀測及模型修正技術研究

內容簡介

　　【學位年度】2008　　【摘要】　　隨著重大土木工程結構的安全問題日益廣泛地受到關注，結構的健康監(jiān)測技術已經成為當前國內外土木工程領域內研究的熱點。由于大型土木結構具有結構構件眾多，自由度數目巨大，連接條件復雜和工作荷載不確定等特點，對于結構建模、模型修正和參數識別等在內的結構健康監(jiān)測的主要技術環(huán)節(jié)而言，還存在許多理論和技術問題，尚待深入研究。本文針對多層鋼結構房屋這一特定的結構形式，在振動觀測、參數識別和模型修正等幾個方面進行了較為深入的研究，得出了一些有指導性的結論，并提出了一種新的分步模型修正方法，主要內容包括： 1.對國內外結構健康監(jiān)測的研究現(xiàn)狀和存在的主要問題進行了回顧和總結，明確了研究的目的和研究方法。 2.在理論上對結構振動信號采集與分析技術進行了詳細的介紹和分析。并在回顧動力參數識別方法的同時，選取了頻域內和時域內最經典、常用的適合環(huán)境激勵下的結構模態(tài)參數識別方法，介紹了其原理和實現(xiàn)并進行了比較分析，作為后續(xù)進行結構測試數據采集和分析的基礎理論。 3.對一棟多層鋼結構房屋進行了環(huán)境激勵下的長期振動觀測，研究了各種環(huán)境因素(氣溫、風力、大雨等)及偶然因素(地震)對結構動力特性(頻率、阻尼比)的影響，給出了統(tǒng)計意義上的鋼結構房屋動力特性，為建立較精確的理論(有限元)模型提供比較完整的試驗數據。 4.在總結分析了各種模型修正方法優(yōu)劣的基礎上，針對多層鋼結構房屋的特點，提出了基于建模誤差定位的分步模型修正方法，并通過一個ANSYS數值仿真算例驗證了該方法的可行性和可靠性。 5.利用長期振動觀測的試驗結果和提出的基于建模誤差定位的分步模型修正方法對一實際多層鋼結構房屋進行了模型修正。修正的結果表明該方法適用于此類型的房屋動力模型的修正，修正精度較高且大大減少了計算工作量。修正后的模型物理意義也更為合理。　　共137頁

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