框架振型平移與轉角對梁柱損傷敏感性研究.pdf

1、近年來，損傷識別已成為土木工程學科中一個重要領域，對結構進行損傷識別能有效防止結構失效的發(fā)生。框架結構因其適用范圍廣、形式簡單等諸多優(yōu)點，而被廣泛應用于實際工程。對框架結構模態(tài)參數進行損傷敏感性分析，是進行框架結構損傷識別研究的基礎，同時也有利于發(fā)掘出適用于一般結構的損傷識別方法。本文針對框架結構振型平移、振型轉角和振型斜率對梁柱損傷的敏感性問題，進行了理論、數值與實驗研究，并取得了一些研究成果。
　　首先，針對一般框架結構，利用

2、結構振動方程、結構剛度矩陣的特性和零質量自由度與非零質量自由度之間的關系等，推導出了結構振型平移、振型轉角、振型斜率對梁柱損傷的敏感性系數表達式。對所推導出的表達式進行進一步分析，得到了當柱損傷時，該柱所在層一階振型斜率一定增大的結論。
　　其次，建立了2層2跨和6層3跨兩個框架數值模型，分析并得到底層柱損傷、中間或頂層柱損傷和梁損傷三種工況下結構振型平移、振型轉角和振型斜率的敏感性系數，并與應用本文推導出的表達式計算的敏感性系數

3、進行比較，驗證了表達式的正確性。對兩個框架數值模型的模態(tài)參數敏感性分析表明：框架層數、跨數的變化不影響振型轉角和振型斜率的敏感性規(guī)律；振型平移、振型轉角和振型斜率與損傷構件的剛度之間基本為線性關系；對于振型斜率，柱損傷時，損傷柱所在層振型斜率增大；對于振型轉角，柱損傷時，與損傷柱相連節(jié)點振型轉角均減小，且對損傷最為敏感，梁損傷時，與損傷梁相連節(jié)點振型轉角均增大，且對損傷最為敏感。
　　最后，分別對三個2層2跨的鋼框架模型進行了實驗