一种框架结构损伤识别方法

摘要

一种框架结构损伤识别方法。首先，对损伤前的框架结构测试，对框架结构离散化初始模型进行模型修正，得到精确有限元理论模型，计算结构模态参数(ωA0，ΦA0)；然后，对损伤后的结构进行测试，并进行模态分析，得到模态参数(ωt2，Φt2)；建立直接解析法损伤识别方程，利用结构损伤前后的前n(n≤N)阶频率、振型变化值Δωr，ΔΦr(r＝1，2，…，n)来求解单元损伤系数Di(i＝1，2，…，n)，达到同时识别整个结构存在的损伤的数量、位置和大小的目的。该方法适用于建筑框架结构的损伤识别，检测所需数据量少，效率高，具有较高的精度。

主权项

一种框架结构损伤识别方法，其步骤包括：(1)在损伤前框架结构的每层安装加速度传感器，在外激励作用下测试结构的时程响应，提取前8阶频率和振型数据，对框架结构离散化初始模型进行模型修正，得到精确有限元理论模型，计算结构模态参数(ωA0，ΦA0)；(2)对损伤后的结构每层安装加速度传感器进行测试，在外激励作用下测试结构的时程响应并进行模态分析，得到模态参数(ωt2，Φt2)；(3)求得固有频率的一阶灵敏度为： ∂ ω r ∂ D i = 1 2 ω r ( Φ r T ∂ K d ∂ D i Φ r - Φ r T ω r 2 ∂ M ∂ D i Φ r ) ; (4)求得振型对损伤系数的一阶偏导数为： ∂ Φ r ∂ D i = Σ s = 1 N α s Φ s 其中： α s = - 1 2 Φ r T ∂ M ∂ D i Φ r s = r Σ s = 1 N 2 ω s 2 - ω r 2 ω s 2 ( ω s 2 - ω r 2 ) Φ s T ( ω r 2 ∂ M ∂ D i - ∂ K d ∂ D i ) Φ r s ≠ r (5)建立直接解析法损伤识别方程[S]{D}＝{Δf}，其中：{Δf}为频率与振型差列阵，{D}为待求的单元损伤参数构成的列阵，[S]为频率及振型对单元损伤参数一阶偏导数构成的矩阵；(6)求解超定方程组[S]{D}＝{Δf}，一次性得到全部损伤参数值，利用参数值{D}确定损伤的程度，通过查看损伤构件的编号，获得损伤位置，这样，达到同时识别整个结构存在的损伤的数量、位置和大小的目的。