残余力向量法直接识别剪切型框架结构损伤的有效性研究
2014-08-14陆国东邹万杰
重庆科技学院学报(自然科学版) 2014年4期
陆国东 邹万杰 陆 进
(广西科技大学土木建筑工程学院，广西 柳州 545006)
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结构健康监测的关键环节是识别结构损伤，结构损伤识别方法是当前研究的热点和难点[1]。目前土木工程结构损伤识别的方法有基于振型、频率的方法，基于模型修正的方法，基于振动测试的方法，基于遗传算法和神经网络智能识别以及残余力向量等方法。自残余力向量法被提出之后，因其概念清楚、计算明确而备受研究关注[2]。Zimmerman和Kaouk[3]首先提出了残余力法，周先雁等人[4-5]成功运用残余力向量法结合灵敏度分析识别出了混凝土框架结构的损伤程度和损伤位置。张向东等人[6]运用残余力向量法成功识别出悬臂梁的损伤位置和损伤程度。通过改进的虚拟残余力向量作为损伤识别指标可以有效的识别结构的大小损伤以及单位置、多位置损伤[7]。残余力向量法结合灵敏度分析求出结构的刚度联系矩阵，在将损伤后的刚度摄动矩阵展开为对角阵，求出新的残余力向量，通过这种方法可以很好识别桁架结构损伤[8]。残余力向量法逐渐与灵敏度、人工神经网络技术相结合[9]，改进的残余力向量法随之出现[10]，基于残余力向量法的损伤识别优越性也更加明显。由于残余力向量法计算明确，操作易于实施，所以本文针对剪切型框架结构采用了残余力向量法。用该方法直接识别，结果表明仅需损伤结构的一阶模态即可准确识别出结构的损伤位置和损伤程度。