基于均匀设计试验的框架结构正分析分步式损伤识别方法

为对框架结构柱损伤位置和程度进行识别,应用均匀设计方法构建可用于结构损伤正分析档案库的试验表,按此试验表对抽样出的损伤位置和程度进行BP神经网络训练.训练后的神经网络根据分步式识别方法,以固有频率对结构出现的损伤进行层定位,再以位移变化率对损伤进行构件定位,同时反馈获得构件的损伤程度.通过2个模型结构损伤识别的算例,分别验证了所构建神经网络和识别参数的正确性,以及基于均匀设计试验分步式损伤识别方法的有效性.计算结果表明均匀设计试验可在保证识别效果的同时,大幅减少神经网络的训练次数;分步识别方法可对框架结构损伤位置进行精确判定,克服了一步识别框架损伤或单独使用某种参数进行损伤识别的缺陷.     

基于神经网络的框架结构损伤多重分步识别

提出了基于神经网络的框架结构损伤多重分步识别方法,建立了用于框架结构损伤识别的高效神经网络。根据构件损伤的多重分步识别思路,把构件损伤识别过程分为:利用神经网络建立损伤异常过滤器对构件损伤进行预警;以频率构造的组合指标作为神经网络输入向量,对构件损伤进行初步定位;以频率和模态振型构造的组合指标作为神经网络输入向量,对构件损伤进行具体定位;以频率平方变化率作为神经网络输入向量,对构件损伤程度进行识别。最后针对三跨四层的框架结构进行了损伤识别数值模拟。结果表明:基于神经网络的框架结构损伤多重分步识别方法简化了网络的结构,能够有效地对框架结构损伤进行预警、定位和定量。     

基于统计矩理论和贝叶斯方法的框架结构损伤识别方法研究

基于统计矩理论,以融合位移四阶统计矩和加速度八阶统计矩作为损伤指标,结合贝叶斯混合采样算法,提出了仅通过单次采样即可进行框架结构损伤识别的方法。该方法将标准MH算法和Gibbs算法相结合,以正交设计试验为基础研究单次采样的最佳时长。通过改进的位移四阶统计矩和加速度八阶统计矩损伤指标,快速识别模型结构损伤位置,然后结合贝叶斯MH-Gibbs混合采样算法基于模型分析快速识别结构损伤程度。建立12层标准框架结构数值模型,在信噪比40、30 dB条件下,针对不同损伤识别方法进行识别效果及效率研究对比。通过已有振动台试验对该识别方法进行验证,结果表明：改进的位移四阶统计矩和加速度八阶统计矩损伤指标相较于采用单一加速度八阶统计矩损伤指标识别效果更精准,根据正交设计试验得到的单次采样最佳时长避免贝叶斯方法多次采样的局限性,因此该方法在识别结构损伤时收敛快耗时短,识别精度高且只需一次采样即可对框架结构进行损伤诊断。     

基于振型参数的装配式桥梁损伤识别研究

利用结构动力特性的振型参数对桥梁进行快速损伤诊断和定位,可以提高结构性能评价与损伤诊断的效率。本文以装配式预应力混凝土T梁为算例,通过定义位移振型和曲率振型的桥梁损伤识别指标进行损伤识别,计算结果表明采用位移振型和曲率振型的方法进行损伤识别和定位效果较好。     

基于高效神经网络的框架结构节点损伤的多重分步识别方法

提出了基于神经网络的框架结构节点损伤的多重分步识别方法,建立了用于框架结构节点损伤识别的高效神经网络法。根据节点损伤的多重分步识别思路,把节点损伤识别主要分为四步:第一步利用神经网络建立损伤异常过滤器对节点损伤进行预警;第二步以频率构造的组合指标作为神经网络输入向量,对节点损伤进行初步定位;第三步以归一化的应变模态差绝对值作为神经网络输入向量,对节点损伤进行具体定位;第四步以应变模态差绝对值作为神经网络输入向量,对节点损伤程度进行识别。针对三跨四层的框架结构进行了节点损伤识别数值模拟,结果表明:应用神经网络技术,采用多重分步识别方法,简化了网络的结构,能够有效地对框架结构节点损伤进行预警、定位和定量。     

单元模态应变能变化率对框架结构的损伤诊断

对具有一定程度损伤的框架结构来说,模态位移动力检测指标难以有效地反映结构的损伤状况。为了提高诊断效率和诊断结果的可靠性,采用结构损伤的单元模态应变能变化率方法构造框架结构损伤定位的识别指标。通过对一个典型框架结构的数值模拟研究表明:该方法仅需低阶模态参数,无论是单一位置损伤、对称部位损伤、轻微损伤,还是多种损伤共存,均具有损伤定位的能力;且在一定噪声水平下具有较强的抗噪能力。给出根据损伤单元模态应变能变化率值的大小,确定损伤程度的实用方法。     

基于统计矩的确定及不确定性结构损伤识别理论在振动台试验中的应用

以位移统计矩理论为基础,对钢筋混凝土框架振动台结构进行损伤识别。采用位移四阶统计矩作为损伤指标,利用模型修正的方法对平面框架结构进行损伤识别,然后利用概率密度演化理论,对考虑阻尼比为不确定性参数的随机结构进行损伤识别,采用损伤程度的概率密度函数进行损伤判别。通过振动台试验数据对建立的理论分析模型进行模型验证,选取3个典型工况进行确定性分析研究,进一步对试验中前20个工况进行损伤识别。在此基础上,对所选取的3个典型工况进行了不确定因素分析,并将识别结果与试验中不同工况下的损伤情况进行对比。结果表明,利用确定性和不确定性损伤识别理论对钢筋混凝土结构进行损伤识别可行、有效。     

地面交通激励下西安钟楼木结构损伤识别

对西安钟楼环道行驶的地面车辆激励下钟楼木框架结构进行损伤识别,选取钟楼上部木框架结构1层外围的中跨梁进行分析,对钟楼木框架结构采用小波包能量曲率差来进行损伤定位研究。研究表明:该指标在没有噪声干扰情况下能敏感地识别出钟楼上部木框架结构的损伤,能准确定位出钟楼木框架结构梁上出现的损伤位置;损伤程度增加,指标值增大。在信噪比SNR大于或等于40d B情况下,有高斯白噪声的影响时该指标能准确定位钟楼上部木框架梁上出现的损伤位置,能抵抗一定的噪声干扰影响;进一步判别了钟楼木框架结构的损伤程度并进行了验算,为古木建筑结构在交通激励下的损伤识别奠定了理论基础。     

应变模态在桁架结构损伤识别中的研究

对平面桁架结构的损伤识别进行了研究。首先从桁架节点位移推导了应变模态的计算公式,然后通过有限元软件建立桁架结构数值模型,采用一阶应变差识别指标对桁架发生单处和多处构件损伤进行损伤定位。结果表明了一阶应变差识别指标在平面桁架结构中损伤定位的可行和有效。     

钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计指标

通过分析结构变形与损伤的关系,选取层间位移角作为钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计指标。统计分析了国内15榀钢筋混凝土框架结构拟静力试验中的26组关于层间位移角的实测数据和国内外126个钢筋混凝土框架柱的抗震性能试验数据,建立了钢筋混凝土框架结构在不同性能水平时的量化指标。通过非线性静力分析和时程分析,对提出的抗震设计指标的合理性和有效性进行了计算分析。结果表明,以基本抗震设防目标设计的框架结构在不同地震作用下,其各级性能水平所对应的层间位移角可以满足本文所提出的层间位移角限值的要求。     

基于ARCH模型残差偏移距离的#br# 非线性损伤检测和试验研究

为了解决空间钢架结构非线性损伤的识别问题，提出了一种基于自回归条件异方差(auto regressive conditional heteroskedastic，ARCH)模型残差偏移距离的损伤识别方法。文章首先描述ARCH模型的基本理论，并给出了ARCH模型建模的定阶方法和模型参数的估计方法；接着分析结构非线性损伤的特性；然后，考虑到传统的非线性识别指标难以运用到空间钢架结构，提出基于ARCH模型的欧氏距离指标和改进的残差偏移距离指标识别钢结构损伤位置。最后，使用一个8层剪切结构数值模拟验证了2个损伤指标的有效性，并且将文章提出的指标运用于输电塔钢架模型的非线性损伤识别试验中。模拟和试验结果表明，传统的非线性损伤识别指标难以直接运用于钢架的损伤识别，而建议的欧氏距离指标和残差偏移距离指标可以较好地识别出钢架结构的非线性损伤。     

基于性能的钢混框架结构多元模糊地震损伤评估

考虑了基于性能设计的位移和能量等多种因素,利用整体损伤指数、最大层问位移角、滞回耗能循环次数和楼层能量集中系数定义了钢筋混凝土框架结构三水准抗震设计的地震损伤性能目标。运用模糊数学中的综合评判方法确定多因素与模糊损伤集合的关系,建立了钢筋混凝土框架结构在地震作用下的多重模糊损伤评估方法。该方法可通过结构推覆分析和能力谱方法实现,并具有准确简单实用的效果。     

少墙框架在抗震鉴定加固设计中应用

少墙框架结构体系的主体是框架结构,通过增加一定数量的剪力墙,对框架结构的的性能进行相应调节和改善。在抗震加固工程中由于框架结构的位移无法满足规范要求,故设置少量剪力墙,使原来的框架结构变为少墙框架结构。在抗震加固设计中,由于建筑使用功能要求,当增加一定数量的剪力墙是为了控制框架结构弹性位移时,这一特殊的框架结构还是一种行之有效的方案。文中通过一个具体的抗震加固实例,阐述了抗震鉴定的两级鉴定流程,以及少墙框架在抗震加固设计中的具体应用。     

一种结构损伤指数的研究

阐述了一种新型结构损伤指数,该指数通过计算白噪声激励下结构响应的相关函数得到。在本文中,采用钢框架模型,通过计算其位移响应的相关函数来计算损伤指数。在底层柱设置损伤,考虑四种损伤情况,计算并绘制损伤指数变化率与损伤程度的关系曲线。数值模拟结果显示,该指数变化率随损伤程度单调变化,对小损伤敏感,具有一定的损伤判定与标定潜力。     

增大截面加固法在框架结构加固中可靠性分析

在震后大量房屋鉴定和加固统计分析的基础上,利用有限元软件ANSYS对框架结构房屋破坏加固处理中常用的加大柱截面法进行可靠性研究分析,通过对比分析加固前后框架结构的水平位移、受力构件的裂缝分布、极限承载力,得到了在框架加固中采用加大柱截面的可行性。     

框架结构直接基于损伤性能的抗震设计方法研究

根据建筑结构基于性能的抗震设计思想，针对框架结构提出了直接基于损伤性能的设计方法。首先，建立等效位移延性系数与结构损伤指标的关系，得到了反映不同设防水准损伤目标的结构等效位移延性系数；其次，运用R-μ关系模型，根据等效位移延性系数确定了地震折减系数，从而计算出结构弹塑性地震作用；然后，通过结构的需求曲线与推覆曲线对结构在强震作用的性能进行评价；最后，通过算例说明了该方法的设计步骤及其可行性。     

基于灰色网络的结构损伤识别研究

将用于损伤识别的静态位移曲率置信因子与人工神经网络技术相结合,建立了结构损伤识别的灰色网络系统。利用该系统对悬臂梁结构损伤位置和程度进行了识别分析和判断,可以看出,利用此方法对结构的损伤识别是非常有效的,且该方法不仅具有静态位移曲率置信因子计算简单、准确度高等优点,而且还具有神经网络高度并行运算能力和良好的的容错性。     

相邻RC框架结构地震碰撞过程模拟与初步分析

相邻建筑物碰撞是指地震作用下其间距无法满足相对位移要求时造成的侧向撞击,常常导致或加剧结构破坏。选取Hertz-damp接触单元模型,推导了考虑碰撞的结构动力方程,模拟了相邻钢筋混凝土（RC）框架结构地震碰撞过程。分析碰撞过程,并利用梁柱单元破坏指数的变化解释了相邻RC框架结构地震碰撞破坏机理,指出地震碰撞破坏作用不完全随防震缝宽度的增加而降低。