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基于模态分析的钢筋混凝土连续梁损伤识别研究
| 论文题名： | 基于模态分析的钢筋混凝土连续梁损伤识别研究 |
| 关键词： | 钢筋混凝土连续梁;损伤识别;频率下降率;振型一阶微分;柔度曲率 |
| 摘要： | 工程结构在各种环境和使用条件下常会遭受各种损伤，这些损伤一定程度上影响工程结构安全性、耐久性与正常使用功能，因此，研究工程结构损伤识别问题意义重大。 结构损伤识别就是根据结构表现出的性态去判别结构损伤的出现、位置和程度。动力损伤识别技术的基本原理在于，结构的动力特性参数(固有频率、振型、阻尼比)与结构的物理参数(刚度、质量以及材料的本构特征)存在对应关系，结构损伤时物理参数的变化，必将引起动力参数的变化，通过动力测试获取结构动力参数，在此基础上寻找损伤敏感因子，从而进行结构损伤诊断。 本文对五榀两跨钢筋混凝土连续梁进行逐级加荷-卸荷试验，用大型智能信号分析与处理系统(DASP)对每级卸荷后的梁进行振动测试，获得试验梁在不同加载条件下的动力特性。 在试验研究结果的基础上，对比有限元模拟结果，得出了较好的钢筋混凝土连续梁损伤敏感因子。本文主要研究内容如下： 其一，以固有频率下降率作为损伤标识量，对试验梁进行损伤识别，结果表明RC连续梁的频率变化特征与简支梁有显著不同。此外，设计了4种工况，采用试验梁的物理力学指标，对不同损伤状况下连续梁的频率变化进行了有限元分析，有限元分析结果能够有效解释试验成果。 其二，以振型相对变化率、振型一阶微分相对变化率作为损伤标识量，对钢筋混凝土连续梁进行损伤识别，分别对比试验数据与模拟数据的结果，并比较以上两种方法的损伤识别效果，得出振型一阶微分相对变化率可更好的确定钢筋混凝土连续梁跨中多位置损伤区域、支座处损伤。 最后，在位移振型的基础上，得到柔度矩阵，再利用中心差分法获得柔度曲率振型。根据试验、有限元分析结果可知，该方法不需要结构的初始状态信息，当跨中损伤单元抗弯刚度下降30％及以上时，柔度曲率振型能够很好的识别跨中多位置损伤；当支座处损伤单元抗弯刚度下降40％及以上时，该方法能较好的识别支座损伤；也可估计构件损伤程度。 |
| 作者： | 董振华 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 薛刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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