基于自相关峰值变化率的古木结构损伤识别

提出了随机振动结构基于测点动力响应的自相关函数幅值向量(Auto-Correlation Function Amplitude Vector,ACFA)的损伤识别方法。将完好结构在两个随机激励下的两组自相关函数幅值向量之间的互相关系数作为损伤识别的基准值,损伤结构的ACFA与完好结构的ACFA之间的互相关系数与基准值相比有明显的降低,由此可以判别结构发生了损伤。计算结构损伤前后各测点自相关函数峰值的变化率,波动程度最大的相邻两个测点对应着损伤单元的两个节点,确定了结构的损伤位置。通过一榀木框架有限元模型验证了该方法的有效性,为研究古建筑木结构的损伤识别与定位提供了理论基础。     

基于单元相对刚度系数的结构损伤识别研究

提出了一种基于单元相对刚度的结构损伤识别方法。该方法以结构刚度变化率为损伤指标,定义结构的相对刚度系数,利用特征方程,通过矩阵变换得到结构损伤指标的相对刚度系数表达式,采用快速傅里叶FFT与贝叶斯相结合的方法(Fast Bayesian FFT)识别结构的模态参数,计算相对刚度系数,进而得到结构的损伤指标,便同时得到结构的损伤程度和损伤位置。利用Simulink模拟结构响应,识别结构模态参数,计算损伤指标判断结构损伤。结果表明,基于单元相对刚度系数的方法能利用较少的模态参数,实现单损伤和多损伤的定位和损伤程度识别,具有一定的抗噪能力,且精度较高。     

基于频率的网架结构损伤识别模糊系统研究

鉴于频率变化平方比仅是与损伤位置有关的量,利用基于频率变化平方比损伤识别方法不能识别网架结构的损伤程度,本文提出了一种网架结构损伤识别模糊推理方法.该方法以网架结构的前6阶频率变化率作为输入变量,以杆件的损伤程度作为输出变量,通过合理的模糊推理规则使频率变化率与损伤程度建立唯一的联系.经过网架结构的数值模拟分析验证了该...     

基于静力响应的桥梁结构损伤识别

提出了一种基于静力响应量测的桥梁结构损伤识别方法。在该方法中,通过获得结构损伤前后的结构的静力响应数据,利用结构静力凝聚方法对模型进行缩阶处理,使缩阶后的理论模型的自由度与实测自由度一致。当建立了包含着损伤指数的控制方程以后,利用该方法即可得到结构损伤指数。通过数值算例证实了基于静力响应的桥梁结构损伤识别方法能对结构体系损伤进行有效识别,数值模拟结果显示文中方法具有数值结果稳定和识别精度高的优点。     

基于模态振型和神经网络方法的人防工程结构损伤诊断

随着人防工程建设规模的扩大与发展,对人防工程结构的损伤诊断及其安全性评价已成为亟待解决的重要问题。本文提出了一种基于模态振型与神经网络相结合的人防工程结构损伤诊断方法,构造了以模态振型变化率为输入的BP神经网络。以某人防工程结构为算例,用单元弹性模量E的降低模拟结构的损伤位置和损伤程度,通过给定人防工程结构不同单元不同程度的损伤,计算结构的前3阶振型变化率绝对值之和作为BP神经网络的输入,计算分析表明,利用模态振型与神经网络相结合的方法能够准确地诊断出人防工程结构的损伤位置和损伤程度,能方便、有效地解决地下人防工程结构的损伤诊断问题。     

基于小波包能量变异极值指数的结构损伤识别及实验研究

在小波包能量基础上,提出了基于小波包能量变异极值指数的结构损伤检测和定位方法,利用Daubechide15小波函数对损伤前后结构的加速度信号进行小波包变换,通过损伤前后小波包能量变异极值指数的变化和分布情况建立了结构损伤指标,可判定损伤存在,确定损伤位置和估计损伤程度,并通过简支梁动力试验对该方法进行了验证,结果表明该方法有良好的灵敏性。     

改进的灰色关联分析法在结构损伤识别中的应用

建议了一种基于改进的灰色关联度进行结构损伤识别的方法。该方法弥补了传统关联度的一些不足,并能较准确、快捷、简便地得到损伤结构的动力响应参数与完好结构对应参数之间的关联度,通过对关联度分析,可以方便地识别结构是否出现损伤,并能定性地给出损伤程度的大小。示例分析表明,利用本文建议方法的计算结果更符合实际。     

基于固有模态函数振动传递率的结构损伤识别

提出了无需量测外荷载的新的结构损伤识别方法,将经验模态分解应用于结构损伤识别,通过求振动响应信号固有模态函数的振动传递率,构建结构损伤识别参数;通过对预置不同开胶损伤程度的玻璃幕墙试件进行动态测试,得到不同损伤程度下玻璃幕墙的固有模态函数振动传递率,并根据振动传递率的差别来识别和评估玻璃幕墙开胶损伤程度。研究结果表明:与传统方法相比,该方法无需量测外荷载也能精确识别结构损伤,通过损伤参数值也能判断损伤大小。     

基于BP神经网络的装配式剪力墙连接损伤检测方法

利用BP神经网络算法,结合ANSYS进行高精度数值模拟,设计了一种用于预制装配式剪力墙连接处损伤检测的方法,该方法能有效对损伤进行定位并评估损伤的程度。在识别参数中将动力响应参数传递系数变化率与前三阶振动频率变化率作为输入参数,将损伤率作为输出参数,通过ANSYS的高精度数值模拟,获得大量的训练数据来训练BP神经网络。测试结果表明,对于单点损伤,损伤定位的准确率达到了96.67%,损伤程度的识别率也达到了一定程度的准确率;对于两点损伤,也能有较好的损伤定位效果。这些都表明该方法具有良好的运用前景。     

基于两次推覆分析考虑损伤效应的结构抗震性能评估

结构的损伤状态通常用损伤指标表征,损伤指标的计算可以基于结构强度或基于结构的响应。基于两次POA计算结构损伤指数的方法,提出一种考虑损伤效应的结构抗震性能简化计算方法,以拟静力循环往复加载模拟结构损伤过程,与Pushover能力谱法相结合,评价不同损伤情况下结构的抗震性能。通过对一个单跨三层钢筋混凝土框架结构的有限元模型进行考虑损伤效应的抗震性能分析,结果表明该方法简单、合理、可靠。     

砌体结构抗震评估研究

构造柱、圈梁和现浇楼板可增强砌体结构的整体性,是砌体结构的主要抗震构造措施,为反映砌体结构整体性的抗震作用,分析构造柱、圈梁和现浇楼板对结构整体性的影响,提出结构整体性系数的计算方法。基于汶川地震中大量多层砖砌体结构房屋震害的分析,建议了考虑砖砌体结构整体性系数和承载力指标的震害程度指标,它可作为结构抗震能力指标之一。建立了不同地震烈度下震害程度指标与结构破坏程度间的定量关系,根据上述的定量关系,获得震害程度判断值,分析烈度和破坏程度的变化对震害程度判断值的影响。最后进行多幢多层砖砌体结构房屋墙体破坏程度评估的分析与验证,结果表明：采用震害程度指标及震害程度判断值可以准确评估结构不同方向的墙体破坏程度,实现对砌体结构的抗震评估。     

砌体结构地震破坏程度的估计研究

砌体结构房屋的设计表现为建筑布置决定结构墙体的数量及面积。在地震作用下,基底剪力由地震方向的墙体承担,墙体数量越多,墙体面积越大,房屋抗震能力就越强,墙体面积对砌体结构抗震研究有着至关重要的影响。研究这一问题的主要途径之一就是从地震震害中找出墙体面积与结构破坏之间的规律,通过对2008年汶川地震中大量震损房屋震害的分析,研究了墙体面积与结构破坏程度之间的关系,以及在现有砌体结构抗震性能评估理论的基础上,提出了一个基于墙体面积大小的指标来估计砌体结构的在地震下的破坏程度。将该指标应用于一幢多层砌体结构房屋的抗震性能评估中,并通过与现场震害的对比说明了该指标的合理性,结果表明,该评估指标可以用于估计砌体结构的破坏程度。     

A wavelet-based technique for damage quantification via mode shape decomposition

In this study, a neuro-wavelet technique was proposed for damage identification of cantilever structure. At first, damage localisation was accomplished through mode shape decomposition using discrete wavelet transforms. Subsequently, a damage indicator was defined based on the detail coefficients of the decomposed signals. It was found that distinct patterns relate the damage indicators to damage locations. Considering this property, a neural network ensemble was developed for damage quantification. Damage indicators and damage locations were selected as input parameters for the neural networks. Three individual neural networks were trained by input samples obtained from different combinations of decomposed mode shapes. Then, the outcomes of the individual neural networks were fed to the ensemble neural network for damage quantification. The proposed method was tested on a cantilever structure both experimentally and numerically. Six different damage scenarios including three different damage locations and three different damage severities were introduced to the structure. The results revealed that the proposed method was able to quantify different damage levels with a good precision.     

基于BP网络识别框架结构损伤的研究

基于模态振型,提出一个新的参数——振型曲率比,作为BP网络的输入向量,然后用有限元分析计算结果作为网络的学习和预测样本,对不同的结构模拟损伤进行了识别,结果表明该方法简便有效,值得推广应用。     

基于耗能差指数和SIR模型的#br# 结构易损性及可恢复能力评估

传统结构地震易损性中结构地震响应指标对损伤反映不充分,且无法为结构震后可恢复性评估提供准确的初始损伤指标。针对上述不足和结构地震可恢复能力评估的需求,提出运用基于弹塑性耗能差的损伤指数进行结构地震易损性评价的方法。建立可推演出指定地震动强度和超越概率下的损伤指数的计算方法。利用SIR模型能够描述系统损伤和恢复动态演变过程的特点,提出基于该模型的单体建筑结构和区域建筑群的性能水平恢复函数模型及结构的恢复能力计算方法,从而表征建筑结构群体在地震激励下的“直接损伤 间接损伤 恢复”全过程。以单体结构和区域结构为算例进行易损性分析和震后可恢复性评估,结果表明：基于弹塑性耗能差的损伤指数具有真实可靠和机理明确的特点,在离散性和相关性方面均优于传统指标。SIR可恢复性能评估模型较常用恢复函数模型更为精准,简单高效且适合推广到区域建筑集群体当中,是对现有区域恢复性能评估框架的有益补充。     

建筑结构地震火灾效应分析方法

为在建筑结构设计时考虑地震引发火灾对建筑结构的作用和影响,提出建筑结构地震火灾效应分析计算方法,此方法结合结构地震反应分析与火灾热力反应分析,通过简化的建筑结构地震损伤模型,考虑地震损伤的同时,连接结构的热传导分析与热力分析,从而实现地震火灾效应计算.运用此方法对一单层和一多层混凝土框架分别进行了分析,并与没有考虑地震...     

冻土弹塑性各向异性损伤模型及其损伤分析

基于不可逆热力学理论,通过引入能考虑冻土体积变形的塑性势函数,得到冻土弹塑性各向异性损伤本构方程,在与损伤张量对偶的广义力——应变能释放率空间中,构造了损伤累积势函数,并导出各向异性损伤演化方程。应用此模型分析冻土三轴试验资料,计算结果与试验吻合较好。计算结果表明:(1)冻土变形过程中的弹性损伤只占总损伤量的很小一部分,绝大部分损伤发生在塑性变形阶段;(2)围压的增大,有助于冻土结构的强化,从而减少冻土结构的总损伤量。     

混凝土四相复合模型的三维细观破坏模拟

考虑到混凝土内部细微裂隙的存在对混凝土强度和变形的重要影响,提出将混凝土视为砂浆、骨料、界面和随机缺陷组成的四相复合材料模型。混凝土细观单元服从应变空间内增量形式的弹塑性损伤本构,采用破坏单元网格消去法模拟混凝土裂纹扩展,数值模拟了三维混凝土单轴压缩和不同均质度试样的单轴拉伸弹塑性损伤破坏过程。结果表明：文中建立的混凝土四相复合材料模型中增加随机缺陷的模拟,一定程度上符合混凝土成形实际情况;随机缺陷的体积百分比是决定弱化混凝土宏观强度程度的主要因素;均质度低的单轴拉伸试样裂纹咬合明显,均质度高的试样断裂更     

基于模态柔度改变率对系杆拱桥的损伤识别

研究了适用于系杆拱桥拱肋结构的损伤识别方法,由于模态柔度对结构损伤的高灵敏性,采用模态柔度改变率作为指标,考虑各种损伤情况,运用该指标进行仿真分析,通过计算的数值表明,模态柔度改变率法可以准确有效地判断损伤位置,定性地判断同一位置处的损伤程度.