【博士】鋼結(jié)構(gòu)房屋長期微振動觀測及模型修正技術(shù)研究

內(nèi)容簡介

　　【學(xué)位年度】2008　　【摘要】　　隨著重大土木工程結(jié)構(gòu)的安全問題日益廣泛地受到關(guān)注，結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國內(nèi)外土木工程領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點。由于大型土木結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)構(gòu)件眾多，自由度數(shù)目巨大，連接條件復(fù)雜和工作荷載不確定等特點，對于結(jié)構(gòu)建模、模型修正和參數(shù)識別等在內(nèi)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的主要技術(shù)環(huán)節(jié)而言，還存在許多理論和技術(shù)問題，尚待深入研究。本文針對多層鋼結(jié)構(gòu)房屋這一特定的結(jié)構(gòu)形式，在振動觀測、參數(shù)識別和模型修正等幾個方面進(jìn)行了較為深入的研究，得出了一些有指導(dǎo)性的結(jié)論，并提出了一種新的分步模型修正方法，主要內(nèi)容包括： 1.對國內(nèi)外結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的研究現(xiàn)狀和存在的主要問題進(jìn)行了回顧和總結(jié)，明確了研究的目的和研究方法。 2.在理論上對結(jié)構(gòu)振動信號采集與分析技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。并在回顧動力參數(shù)識別方法的同時，選取了頻域內(nèi)和時域內(nèi)最經(jīng)典、常用的適合環(huán)境激勵下的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識別方法，介紹了其原理和實現(xiàn)并進(jìn)行了比較分析，作為后續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)測試數(shù)據(jù)采集和分析的基礎(chǔ)理論。 3.對一棟多層鋼結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)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(fēng)力、大雨等)及偶然因素(地震)對結(jié)構(gòu)動力特性(頻率、阻尼比)的影響，給出了統(tǒng)計意義上的鋼結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)。 4.在總結(jié)分析了各種模型修正方法優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，針對多層鋼結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)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(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行了模型修正。修正的結(jié)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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