考虑 MDLAC 损伤识别指标的桁架结构损伤识别方法-论文.pdf

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1、第40卷第26期山西建筑Vo1．40No．2620I4年9月SHANXIARCHITECTURESep．2014·47·文章编号：1009—6825(2014)26．0047．03考虑MDLAC损伤识别指标的桁架结构损伤识别方法刘婺刘书会(1．辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁阜新123000；2．阜新高等专科学校，辽宁阜新123000)摘要：基于多损伤置信判据(MDLAC)的建筑工程结构健康损伤监测识别方法，在损伤力学的基础上通过建立建筑工程结构损伤识别方程，将工程结构损伤演化问题转化为数学线性方

2、程进行求解，实现了对工程结构的损伤进行准确定位，判断和量化出了工程结构的损伤程度。关键词：动力特性，损伤识别，模态参数，振型灵敏度中图分类号：TU311．3文献标识码：A建筑工程结构健康监测技术目前在国内外得到了迅速发展OK=(3)和关注，立足于结构振动测试的建筑工程结构整体损伤识别方法的主要功能是处理两种数据：1)建筑工程结构的质量、阻尼、刚度联立式(1)一式(3)进行求解可以得到：等物理特性参数；2)建筑工程结构的自振频率和振型的模态参{老)}+IlK]}_o(4)数。由于建筑工程结构的结构模态

3、参数与物理特性参数之间为由结构动力学相关理论知识可以发现：对于建筑结构而言，函数关系，所以其工程结构物理特性参数的变化肯定会导致工程其自由度决定了其模态振型向量，并且这些模态振型是线性不相结构的动力特性参数的改变。故可以通过理论分析计算来研究工关的。则由此可以基于振型向量组来描述建筑结构单元刚度损程结构损伤前后的动力特性的变化规律来分析结构的损伤程度。伤折减系数的灵敏度为：目前一些理论分析计算方法过于繁琐，并且结构损伤识别结果不够准确。考虑到国内的建筑结构多为对称结构，以及振型灵0or：主以(5)敏

4、度的计算方法所包含的信息量很大，所以本文采用了基于振型e其中，d为建筑结构第k阶振型模态的权重。灵敏度方法的建筑结构损伤识别方程，并将建筑损伤识别问题转对式(4)的两边分别乘{}，同时结合其平衡条件{}化为数学问题进行计算分析，对建筑结构的损伤位置及损伤程度[M]{}=1，由此可以得到：有了较为清晰的计算过程。1建筑结构损伤演化的理论分析}aEK]}+(2)]客f=。建筑结构发生损伤的时候都伴随着结构的弹性模量降低、结(6)构出现裂缝或者材料出现裂纹腐蚀等等现象的发生，并且一般情对于该方程进行求解的

5、时候，需要考虑以下两种边界条件：况下结构的质量变化较小，而其结构刚度下降较大。所以对建筑1)对于s≠，根据线性方程中关于结构模态振型向量的正交结构进行分析计算的时候，一般都假设离散后的建筑结构的质量性可以知道：不变的情况下，其刚度降低；Of且在忽略建筑结构阻尼的前提下，}}+(∞22)o(7)通过降低结构的弹性模型来实现结构单元的损伤。此离散后的对该方程进行求解可以得到：建筑结构特征方程为：{[K]一[M]}{}=O(1)以=丽Oole}(8)其中，K为建筑结构的整体刚度矩阵；M为建筑结构的整体2)

6、对于s：i的情况，由{}[M]{}_1，对该方程进行求质量矩阵；to为建筑结构第i阶白振频率；为建筑结构的模态解可以得到：振型向量，并且满足条件{}。[jIf]{l：1。基于有限元理论可以发现：建筑结构的整体刚度矩阵要实现其结构损伤识别，需[]{}+{}[]：o(9)要对结构进行离散化，同时又要满足降低材料的弹性模量来实现考虑到线性方程组的特殊性：结构单元的损伤过程，由此可以得到结构的整体刚度矩阵为：NE(10)K=∑OteKe(O≤Ot≤1)(2)e=l将式(5)，式(10)分别代入式(9)可以得

7、到：其中，为建筑结构第e个单元的刚度矩阵；ot为建筑结构第e个单元的损伤折减系数；NE为建筑结构所有的单元个数。当∑2d]{}_0(11)=1时，此时表示建筑结构没有发生损伤现象，反之则代表着建，根据线性代数的基本性质，考虑到质量矩阵对建筑结构模态筑结构有一定的损伤现象发生。振型的正交性，进行计算求解可以得到：通过对式(2)进行计算分析发现：建筑结构的整体刚度矩阵=d=0(12)为奇刚度损伤折减系数的函数，对于建筑结构的整体刚度矩阵而将式(8)代入式(5)中，对其进行求解可以得到建筑结构第i言，结构

8、体系中的第e个单元的损伤折减系数的一阶灵敏度为：阶模态振型向量的一阶灵敏度：收稿日期：2014-06-30作者简介：刘婺(1992．)，女，在读本科生；刘书会(1965-)，男，高级讲师48·第20401卷4第年296期月山西建筑·：)nI，，l’●伤位置，而且对于结构所发生的损伤程度也可以近似的给出。a：一窆刍(∞]一0．40-3对于建筑结构而言，当其发生损伤的时候容易在建筑结构的O．2不同位置发生各种损伤的组合情况，并且考虑到建筑结构发生损O．10伤的时候，其模态