马钊++强宇明

摘 要：结构损伤识别方法是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分，也是目前国际上工程界研究的热点问题，具有很强的工程背景和重要的实用价值。基于此，提出了一种基于可降阶有限元模型与自适应均方误差的损伤检测方法对线性结构和非线性结构进行损伤识别，同时通过试验数据来验证该方法对结构损伤预测的有效性。试验结果说明，该方法能有效识别钢筋混凝土结构的时变非线性参数，包括刚度，强度衰减量及结构的箍缩效应，给工程实践提供重要参考价值。

关键词：有限元模型；损伤识别；强度衰减；捻缩效应

中图分类号：U441.4 文献标志码：A 文章编号：1672-1098（2015）02-0053-07

The Structural Damage Identification Technology Based on the

Finite Element Method for Reinforced Concrete

MA Zhao， QIANG Yu-ming

（Shaanxi Open University， Xi'an Shaanxi 710119， China）

Abstract：Structural damage identification is the important aspect of the bridge structural health monitoring system； it is also a hot topic in international engineering field at present and it has very important engineering background and practice value. Based on this， it was proposed that a combination of the reduced-order finite-element model and the adaptive quadratic sum-square error with unknown inputs method identifies the damage of linear and nonlinear structure， and the experimental data of the test is used to illustrate the performance of the proposed damage identification method. The experimental results showed that the proposed damage identification method is capable of identifying time-varying nonlinear parameters， including stiffness and strength degradations as well as the pinching effect， which provides an important value for engineering practice.

Key words：finite-element model； damage identification； strength degradation； pinching effect

在结构的服役过程中，由于环境载荷、材料老化、疲劳效应、腐蚀效应等导致结构损伤迅速扩展，使得整个结构毁坏，造成突发性灾难事故，因此，研究结构的早期损伤检测、诊断对结构的安全性具有重要意义[1-2]。关于结构损伤的定量化评价，常采用有限元方程法，而伴随有限元方程引入的大量自由度，使得求解时变结构参数变得非常复杂，同时需要大量的测试传感器。基于此，文献[3-4]提出了一种基于未知输入参数的可降阶有限元方程与自适应均方误差的损伤检测方法来识别线性结构损伤。本文将这种方法应用于非线性钢筋混凝土损伤检测，并利用试验数据来验证该方法的有效性。

选取两种结构模型来模拟该双层钢筋混凝土框架结构的动力学特性，包括：① 一个等效线性时变扭转弹簧系统；……