专利名称：一种框架结构损伤识别方法
技术领域：
本发明属于建筑框架结构检测技术，具体涉及一种建筑框架结构的损伤识别方法。
背景技术：
就目前状况而言，在我国土木工程领域，由于人为或自然的因素，导致事故不断发 生，造成了重大的人员伤亡和财产损失，这已经引起了人们对重大工程安全性的广泛关注 和高度重视。就历史状况而言，对我国已经使用了几十年甚至上百年的历史建筑，其中不乏 很多已经接近甚至超过设计基准期的建筑，近年来自然灾害频繁，也对历史建筑造成了不 同程度的损伤，那么它们的安全性和可靠性又如何？这也越来越引起人们的密切关注。因 此，对现存建筑的结构性能进行监测和诊断，及时的发现结构的损伤，对可能出现的灾害进 行预测，评估其安全性，已成为必然要求。结构损伤检测作为一种故障诊断问题，是一门既有基础理论，又有实际工程背景 的综合性技术。结构损伤的检测方法，从检测所实施的范围角度来讲，可分为局部检测与整 体检测。局部损伤检测是使用无损检测技术集中对结构内部特殊的关键构件进行检测，目 前已经较为成熟地在土木工程中得到应用。现有的主要检测方法有超声波法、声发射法、红 外线法、冲击波法、雷达法和微波法等。局部损伤检测方法还仅限于结构构件层次上，难以 全面反映整体结构的性能退化，无法实现在线监测与损伤诊断。整体检测技术可以间断地或连续地测定结构的健康状况，也可以指导可疑部位的 损伤检测，提高检测效率。基于振动损伤识别技术的基本原理是结构的损伤必然会引起结 构动力特征的变化。许多学者据此提出了不少方法，并在实践中取得成功的应用，但在同时 识别结构损伤的数量、位置和大小的程度上还是有所局限。文献“结构损伤识别的直接解析法(同济大学学报，2007，35 (6) :719 723) ”介 绍了一种损伤识别的方法-直接解析法本方法。即从结构模态有限元算式出发，把频率和 振型看作损伤参数的函数，经过泰勒展开获得频率、振型对损伤参数的一阶偏导数，然后构 造以损伤参数为未知量的超定线代方程组，求解得到全部损伤参数值。可以同时识别出结 构损伤的数量、位置和程度，并可识别任意多数量的损伤参数。但上述方法存在模态截尾误差较大、迭代收敛慢的问题，因而检测所需数据量多， 以及识别效率和精度较低。

发明内容
本发明的目的就是为了克服上述方法的不足，提供一种框架结构损伤识别方法， 该方法检测所需数据量少，效率高，具有较高的精度。本发明提供的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3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(ωω，ΦΑ0)；(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(ω 2，Φ 2)；(3)求得固有频率的一阶灵敏度为 (4)在求解模态振型过程中的对模态截尾误差进行改进，采用改进后的算法；振 型对损伤系数的一阶偏导数为
权利要求
1. 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(ωω，ΦΑ0)；(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响应并进行模态分析，得到模态参数(《t2， (3)求得固有频率的一阶灵敏度为
全文摘要
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。
文档编号G01N29/44GK102043019SQ20101051321
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者徐典, 李帅, 杨佑发, 梁文广 申请人:重庆大学