【博士】鋼結(jié)構(gòu)房屋長(zhǎng)期微振動(dòng)觀測(cè)及模型修正技術(shù)研究

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　　【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(cè)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外土木工程領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)。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(diǎn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)建模、模型修正和參數(shù)識(shí)別等在內(nèi)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)房屋這一特定的結(jié)構(gòu)形式，在振動(dòng)觀測(cè)、參數(shù)識(shí)別和模型修正等幾個(gè)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(duì)國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)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(dòng)力參數(shù)識(shí)別方法的同時(shí)，選取了頻域內(nèi)和時(shí)域內(nèi)最經(jīng)典、常用的適合環(huán)境激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，介紹了其原理和實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了比較分析，作為后續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)試數(shù)據(jù)采集和分析的基礎(chǔ)理論。 3.對(duì)一棟多層鋼結(jié)構(gòu)房屋進(jìn)行了環(huán)境激勵(lì)下的長(zhǎng)期振動(dòng)觀測(cè)，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(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性(頻率、阻尼比)的影響，給出了統(tǒng)計(jì)意義上的鋼結(jié)構(gòu)房屋動(dòng)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(yàn)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(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的特點(diǎn)，提出了基于建模誤差定位的分步模型修正方法，并通過(guò)一個(gè)ANSYS數(shù)值仿真算例驗(yàn)證了該方法的可行性和可靠性。 5.利用長(zhǎng)期振動(dòng)觀測(cè)的試驗(yàn)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(duì)一實(shí)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(dòng)力模型的修正，修正精度較高且大大減少了計(jì)算工作量。修正后的模型物理意義也更為合理。 　　共137頁(yè)

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