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阐述了一种新型损伤识别指数,进行该指数稳定性验算和计算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,该指数对小损伤敏感,可以进行损伤判定与标定,具有一定潜力。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2021,41(3)
基于向量自回归模型(VAR)的结构损伤识别方法缺少自回归系数与损伤的明确关系,在选择自回归系数作为损伤敏感特征时具有一定的盲目性。文中借助结构运动方程的二阶向量自回归模型(简写为VAR(2)模型)表达形式,论证了采用VAR(2)模型的一阶自回归系数作为损伤敏感特征的合理性,并通过灵敏度分析得到该系数变化与结构刚度变化的线性关系,据此提出了基于VAR(2)模型自回归系数异常检测的损伤识别策略。该方法首先对环境激励下的结构响应信号建立VAR(2)模型,提取第一阶自回归系数矩阵的对角线元素作为损伤敏感特征;然后以欧氏距离建立损伤指标,最后借助统计理论确定损伤阈值进行损伤预警。通过算例表明,该方法适合于长期在线预警。 相似文献
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抗震性能是建筑设计中的一项重要指标,需要对地震作用下的建筑结构动力弹塑性损伤情况进行分析。提出一种中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究方法。从有效应力与Cauchy应力张量\,建筑材料损伤演化方程等方面对弹塑性损伤模型基本原理进行分析,以此为理论基础,分析建筑材料应变率与建筑结构损伤能释放率的相关关系,通过Bonora损伤模型获取失效建筑材料损伤指数,并计算整体建筑结构构件损伤指数,以建筑材料损伤指数和建筑结构构件损伤指数为依据,完成中强地震下的建筑结构动力弹塑性损伤模型构建。利用实例进行分析,地震加速度值为0.3g的情况下,该模型的建筑结构相对位移时程曲线与实际位移曲线拟合度较高,且具有较好的建筑结构动力弹塑性损伤模拟精度,表明该模型具有一定的可行性。 相似文献
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结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一是结构损伤识别。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,本文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率的变化的改进的结构损伤识别方法。随机子空间方法是一种行之有效的基于环境激励的结构状态识别方法。该方法的主要优点是无需人工激励,不中断桥梁的运营。为此,论文提出了一种不中断桥梁运营的基于改进曲率模态的桥梁结构损伤识别方法。最后用一三跨连续梁的有限元模型对该改进方法进行了验证。结果表明,采用随机子空间结合改进的曲率模态方法可以在不中断桥梁运营的前提下有效地识别出桥梁的损伤状况。 相似文献
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为了验证各种Park-Ang损伤指数修正模型能否对630 MPa级超高强钢筋混凝土柱的地震损伤进行准确评估。在配置630 MPa级高强钢筋的混凝土柱拟静力试验现象和实测数据的基础上,首先利用6种模型分别计算了8根典型试件的损伤指数,并与试验实测损伤指数范围进行了对比,分析了6种模型的适用性;然后在试验实测数据的基础上,对计算结果存在较大偏差的4种模型进行了参数拟合和模型修正。研究结果表明:Kunnath模型、Chai模型、修正的傅剑平模型、修正的王东升模型和修正的付国模型均能准确模拟630 MPa级高强钢筋柱的损伤指数发展规律,而修正后的Kumar模型计算结果反而偏小,效果较差。 相似文献
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为快速识别地震导致的框架结构损伤,采用一种新的损伤识别方法,即振型曲率演化法。该方法采用S变换对结构顶部的加速度进行分析,进而得出地震前与地震期间的两个重要时刻,然后通过计算这两个时刻的振型曲率差识别结构薄弱层位置。为验证该方法的合理性和有效性,以6层3跨RC框架结构为例,在不同地震波和不同调幅工况下,分别对比振型曲率演化法与单参数层间位移角、双参数损伤指数两种损伤指标识别的结构薄弱层位置。在此基础上进一步研究了振型曲率差与两种损伤指标之间的相关性,并建立了线性关联模型来识别薄弱层损伤程度。结果表明：振型曲率演化法与两种损伤指标在不同地震工况作用下识别的薄弱层有很好的一致性,说明该方法能够准确识别结构薄弱层位置。振型曲率差与两种损伤指标之间的拟合公式的相关系数均在0.8以上,相关性都很高,通过分析这种相关性,可以利用振型曲率差获得结构薄弱层的损伤程度。 相似文献
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为研究基于损伤指数对层状管道结构损伤程度识别的可行性,创造性地采用小波包分解方法,以损伤指数为参数,分别研究损伤径向深度与损伤指数的关系和多种轴向位置损伤对损伤指数的影响。使用有限元分析软件ABAQUS,建立在同一轴向位置且多种径向损伤深度的层状管道结构模型,对压电元件位置提取的压电传感信号进行5层小波包分解,计算损伤指数值,将其组成损伤指数矩阵。针对同一轴向损伤位置,结合多种损伤程度组成损伤指数矩阵,分析损伤径向深度与损伤指数的关系并建立拟合曲线。随后改变损伤轴向位置且径向损伤深度同样递增,建立有限元模型,并获得相应的损伤指数拟合曲线。结果表明：在同一损伤轴向位置处,损伤指数拟合曲线都随着损伤径向深度的增加而呈现出先减后增的变化趋势;当改变损伤轴向位置时,损伤与信号接收位置轴向距离的增加使损伤指数的变化幅度减缓,但不改变曲线的总体趋势。研究结果表明：针对传感信号采用小波包分解方法,获得的损伤径向深度与损伤指数的拟合曲线可用于层状管道结构损伤程度的识别,并且该损伤程度识别方法受与信号接收位置轴向距离的限制较小,为快速诊断层状管道结构损伤程度提供了有效的有限元分析方法。 相似文献
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为准确评估锈蚀钢框架在地震作用下的损伤,对已有的地震损伤模型进行改进,并对框架柱的地震损伤特性进行分析。建立基于变形和能量组合的双参数损伤模型,对损伤模型中相应的参数给出具体定义和表达式,定义不同破坏等级的损伤指数范围。对3个具有不同锈蚀率的空间钢框架结构进行弹塑性时程分析,并对损伤模型的准确性进行验证。研究结果表明,该模型能够较好地描述锈蚀钢框架柱的地震损伤程度。研究结果可为该类结构构件的地震损伤评估以及基于损伤的抗震设计方法的建立提供理论依据。 相似文献
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基于小波包分解和模糊聚类的网格结构损伤诊断方法 总被引：4，自引：1，他引：3
本文针对网格结构的特点,利用其在快速正弦扫频激励下的动力响应,基于小波包分解频带能量分析和模糊聚类法,提出了一种适合于网格结构的损伤诊断方法。利用两个传感器损伤信息的联合诊断,有效地解决了使用一个传感器无法检测出对称损伤的难题。利用有限元模拟,应用上述方法对一单层球面网壳结构进行了损伤诊断。结果表明,对网壳杆件较小程度的损伤,子频带能量成分变化敏感,用其构造诊断向量和建立损伤样本库,并进行模糊聚类和目标识别,基本可以正确地识别出网壳杆件的损伤位置和程度。同时该方法测试时间短,使用设备少,有可靠的理论基础,具有一定的工程应用参考价值。 相似文献
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选择美国加州大学圣地亚哥分校7层钢筋混凝土剪力墙足尺结构振动台实验,开展结构损伤识别研究,实验采用白噪声、环境振动和不同强度的地震动交替激发,记录地震动激发实验前后的结构反应。基于该记录计算和对比自振频率和振型曲率的变化、剪切波走时及其变化和结构层间位移角,分析发现一层和二层振型曲率较大,走时较长,走时变化也较大,现场检查发现一层和二层的破坏也较为严重,这些参数可用于识别结构损伤程度和定位损伤位置,而自振频率和层间位移角变化仅可反映出结构损伤程度,难以揭示结构损伤位置。 相似文献
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针对3层3跨框架式地铁地下车站结构抗震薄弱构件,采用在柱顶不同位置设置铅芯橡胶隔震支座的方法,建立土-地下连续墙-主体结构非线性静动力耦合相互作用的二维整体时域有限元分析模型,分析柱顶隔震支座对车站主体结构的侧向变形、地震损伤和动应力反应等结构地震反应特性的影响。结果表明,仅在抗震薄弱的顶层和底层中柱柱顶设置2层隔震支座与各层中柱柱顶设置3层隔震支座均可有效减轻中柱地震损伤程度,提高车站结构整体抗震性能。然而,仅在顶、底层中柱柱顶设置2层隔震支座时,会明显加重未设置隔震支座的中间层中柱地震损伤程度。此外,柱顶隔震支座的设置会削弱隔震体系的整体抗侧移能力,从而增大地铁地下车站结构地震侧移。总体上,建议采用各层中柱柱顶均设置隔震支座的措施提升地铁地下车站结构的整体抗震性能。 相似文献
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多层及高层框架结构地震损伤诊断的神经网络方法 总被引：12，自引：4，他引：12
本文提出了强震后多层及高层框架结构地震损伤诊断的神经网络方法。文中在提出有结点损伤的梁柱有限元刚度矩阵的基础上，建立了有结点损伤框架结构的有限元模型。通过完好结构和有损伤结构的有限元分析，获取二者应变模态差值作为损伤标识量，并输入径向基（RBF）神经网络进行训练，得到了框架结构结点损伤诊断的神经网络系统。数值仿真分析结果表明，此神经网络可以对多层及高层框架结构结点各种程度的损伤做出成功诊断。 相似文献
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Hae Young Noh Dimitrios G. Lignos K. Krishnan Nair Anne S. Kiremidjian 《地震工程与结构动力学》2012,41(4):681-696
Fragility functions are commonly used in performance‐based earthquake engineering for predicting the damage state of a structure subjected to an earthquake. This process often involves estimating the structural damage as a function of structural response, such as the story drift ratio and the peak floor absolute acceleration. In this paper, a new framework is proposed to develop fragility functions to be used as a damage classification/prediction method for steel structures based on a wavelet‐based damage sensitive feature (DSF). DSFs are often used in structural health monitoring as an indicator of the damage state of the structure, and they are easily estimated from recorded structural responses. The proposed framework for damage classification of steel structures subjected to earthquakes is demonstrated and validated with a set of numerically simulated data for a four‐story steel moment‐resisting frame designed based on current seismic provisions. It is shown that the damage state of the frame is predicted with less variance using the fragility functions derived from the wavelet‐based DSF than it is with fragility functions derived from an alternate acceleration‐based measure, the spectral acceleration at the first mode period of the structure. Therefore, the fragility functions derived from the wavelet‐based DSF can be used as a probabilistic damage classification model in the field of structural health monitoring and an alternative damage prediction model in the field of performance‐based earthquake engineering. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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The effect of collision between adjacent reinforced concrete building frames under multiple earthquakes is investigated in this paper. The four planar frames and the nine different pairs of adjacent reinforced concrete structures of the first companion paper are also examined here, under five real seismic sequences. Such a sequence of earthquakes results in a significant damage accumulation in a structure because any rehabilitation action between any two successive seismic motions cannot be practically materialised because of lack of time. Various parameters are investigated, such as the maximum horizontal displacement of top floor, ductility of columns, permanent displacements and so on. Furthermore, four different separation gaps between the building frames are considered to determine their influence on the behaviour of these frames. It is concluded that in most of the cases, the seismic sequences appear to be detrimental in comparison with the single seismic events. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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The collapse of the Olive View Hospital Psychiatric Day Clinic is studied using three biaxial force-deflection models to represent the columns of the building. These models are: shear collapse, elastic and inelastic. The biaxial models for shear and inelastic behaviour are new developments and are useful for non-linear structural dynamic studies. In the present study, the shear collapse model is intended to represent the actual prototype behaviour. The inelastic model, which is based on a hardening rule of plasticity, is used to study the performance of a hypothetical structure with the same storey shear capacity as the prototype but which exhibits ductile behaviour. The prototype structure had a base storey shear capacity of 25 per cent, and actually failed by shearing of all of the first floor columns. In the present study, the shear collapse model predicted this behaviour even with the El Centro accelerogram as input. This result may have far-reaching significance because many low-rise reinforced concrete buildings which were designed according to recent codes have similar storey shear capacity coefficients and column properties. According to this study, such buildings may collapse even in a moderate earthquake. In the inelastic representation, the structure was found to have a base storey shear capacity of 80 per cent when moment hinging was assumed to occur at the top and bottom of the columns. Even with this high strength capacity, the permanent offset computed from the inelastic model corresponded to a ductility factor of 5 when the Pacoima Dam accelerogram was used as input. On the basis of damage to other structures observed on the site, it seems likely that ground motion of about the Pacoima Dam intensity occurred at Olive View. From this it is concluded that a low-rise ductile frame concrete building, even with this high shear force capacity, may not prove satisfactory for hospital use when subjected to strong ground motion. 相似文献
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将框架结构等效为剪切型模型,采用三线型刚度退化模型,考虑累积损伤效应对结构刚度产生的影响进行结构时程分析,并利用改进的Park-Ang损伤模型计算得到结构的损伤情况。表明结构的第一层损伤最为严重;地震序列不同,引起结构的损伤值也不相同。建议在结构设计的第二个阶段,考虑材料的累积损伤和地震能量吸收与耗散,更能体现出结构的最不利反应状态,有利于制定合理的结构抗震措施。 相似文献
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将框架结构等效为剪切型模型,采用三线型刚度退化模型,考虑累积损伤效应对结构刚度产生的影响进行时程分析,并利用改进的Park-Ang损伤模型计算得到结构的损伤情况.表明;结构的第一层损伤最为严重;地震序列不同,引起结构的损伤值也不相同;考虑损伤累积效应对结构的弹塑性地震反应有着显著的影响,建议在结构设计的第二个阶段,考虑材料的累积损伤和地震能量吸收与耗散,这样更能够体现结构的最不利反应状态,有利于制定合理的结构抗震措施. 相似文献
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This paper presents an efficient procedure to determine the natural frequencies, modal damping ratios and mode shapes for torsionally coupled shear buildings using earthquake response records. It is shown that the responses recorded at the top and first floor levels are sufficient to identify the dominant modal properties of a multistoried torsionally coupled shear building with uniform mass and constant eccentricity even when the input excitation is not known. The procedure applies eigenrealization algorithm to generate the state‐space model of the structure using the cross‐correlations among the measured responses. The dynamic characteristics of the structure are determined from the state‐space realization matrices. Since the mode shapes are obtained only at the instrumented floor (top and first floors) levels, a new mode shape interpolation technique has been proposed to estimate the mode shape coefficients at the remaining floor levels. The application of the procedure has been demonstrated through a numerical experiment on an eight‐storied torsionally coupled shear building subjected to earthquake base excitation. The results show that the proposed parameter identification technique is capable of identifying dominant modal parameters and responses even with significant noise contamination of the response records. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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为了增强巨子型有控结构建筑的动力特性,提升其稳定性,设计双向地震波作用下建筑有控结构。采用3种磁流变阻尼器(MRD)与滑移隔震混合控制结构构成单体建筑有控结构,其包括巨结构和子结构,并建立该有控结构的动力分析模型。在动力分析模型中输入水平和竖向地震,得到模型的竖向和水平滑动状态运动微分方程,依据这两个方程采用自适应模糊神经网络优化动力分析模型,构建优化模型。从优化模型出发,通过实例实验分析得出,优化设计双向地震波作用下建筑有控结构时,在其上部结构层间和隔离层各安装一个MRD,可确保优化设计后的有控结构在不同双向地震工况下的地震反应控制效果最佳,且有控结构在双向地震工况2下,结构第一层、中间三层以及顶层的加速度和位移的时程曲线走向一致,且差距微小;同时有控结构的巨结构顶层侧移响应随着子结构刚度增加而提高,动力特性没有明显的变化,子结构随着其自身刚度增加顶层侧移响应表现稳定,子结构动力特性增强。 相似文献