专利名称：建筑框架结构损伤检测方法
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检测方法。
背景技术：
建筑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。本发明人在前提出了“一种框架结构损伤识别方法”(申请号201010513214.0) 的专利申请，即首先对损伤前的框架结构测试，得到结构模态参数(ω°，Φ°)；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(ω11，ΦΒ)；建立一阶模态参数灵敏度 方程S1D' = Δ ·;采用改进后的模态截尾方法来计算一阶模态参数灵敏度；采用将约束最 小二乘法迭代迅速的特点和极小最小二乘法搜索寻优功能结合的混合迭代求解方法来求 解单元损伤系数Di (i = 1,2,…，η)，达到同时识别整个建筑结构存在的损伤的数量、位置 和大小的目的，并可识别任意多数量的损伤参数。但上述方法在求解大损伤或者多损伤时，仍然存在迭代速度较慢而且损伤检测的 精度较低的问题。

发明内容
本发明的目的就是为了克服上述方法的不足，提供一种计算工作量较小，效率高， 检测精度高的建筑框架结构损伤检测方法。专利申请“一种框架结构损伤识别方法(申请号201010513214. 0)为了提高识别 精度和工程实用，在文献“结构损伤识别的直接解析法(同济大学学报，2007,35(6) :719 723)”的基础上进行了两个方面的改进，在模态截尾误差方面，减少了识别所需的模态数 目；在方程迭代解法方面减少了迭代次数，提高了识别效率和识别精度。本发明是在专利申请“一种框架结构损伤识别方法(申请号201010513214. 0)，， 的基础上进行了两个方面的改进，在构建方程组方面考虑了频率和振型对损伤参数的二 阶偏导数项，以此构造损伤参数为未知量的超定非线性方程组，其中在求一阶振型灵敏度和二阶振型灵敏度时采用改进后的模态截尾计算方法；在方程迭代解法方面考虑到一阶 灵敏度方程求解速度快和二阶灵敏度方程求解精度高的特点，提出一种用于建筑结构损伤 检测的混合迭代算法。本发明所涉及的建筑框架结构损伤检测方法，其步骤如下(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，提取频率和振型数据，得到损伤前的结构模态参数(ω°，Φ°)；(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，得到损伤后的结构模态参数(ω11，ΦΒ)；(3)求得一阶频率灵敏度和二阶频率灵敏度
权利要求
1. 一种框架结构损伤检测方法，其步骤如下(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，提取频率和振型数据，得到损伤前的结构模态参数(ω°，Φ°)；(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，得到损伤后的结构模态参数(ω11，ΦΒ)；(3)求得一阶频率灵敏度和二阶频率灵敏度，分别为
全文摘要
一种建筑框架结构损伤检测方法。首先，对损伤前的框架结构测试，得到结构模态参数(ω0，Φ0)；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(ωD，ΦD)；建立一阶模态参数灵敏度方程S1D′＝Δf与二阶模态参数灵敏度方程S1D′+S2D″＝Δf；采用改进后的模态截尾方法来计算一阶和二阶模态参数灵敏度；利用一种基于一阶和二阶灵敏度方程的混合迭代求解方法来求得单元损伤系数Di(i＝1，2，…，n)，达到同时识别整个建筑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检测，节省了计算工作量，效率高，极大地提高了检测精度。
文档编号G01N29/44GK102043017SQ201010517958
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者周兆静, 杨佑发, 赵忠华, 郜建人 申请人:重庆大学