基于時間序列分析的結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、在經(jīng)歷了地震、暴雪、颶風(fēng)、泥石流等巨大外部激勵作用后,既有建筑結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生損傷,是否依舊能夠滿足安全使用要求?目前,結(jié)構(gòu)的損傷識別技術(shù)是工程界的一道難題。即使結(jié)構(gòu)未受到劇烈的外部沖擊,建筑材料也有可能因為結(jié)構(gòu)在使用過程中不斷受到溫度變化、強風(fēng)作用等因素的影響而出現(xiàn)過早老化和局部損傷。盡管局部損傷不會立即導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的破壞,但它對結(jié)構(gòu)的安全性構(gòu)成了潛在威脅。隨著時間的推移,由于應(yīng)力集中和疲勞等因素的影響,使得結(jié)構(gòu)體局部的損傷不斷擴展和增大

2、,整個結(jié)構(gòu)的承載能力逐步下降,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體的整體損壞。隨著我國既有建筑的與日俱增,和近幾年自然災(zāi)害的頻發(fā),研究出一套高效可靠的結(jié)構(gòu)損傷識別方法來保障人民的生命財產(chǎn)安全,是土木工程學(xué)者們刻不容緩的任務(wù)。基于時間序列分析的結(jié)構(gòu)損傷識別方法是在不知曉結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)、自振頻率等結(jié)構(gòu)特性的條件下,實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)體實時的損傷狀態(tài)分析。此方法的理論核心是發(fā)掘ARMA模型自回歸系數(shù)與層間剪切結(jié)構(gòu)加速度響應(yīng)時間序列的映射關(guān)系,將自回歸系數(shù)視為結(jié)構(gòu)振動的一種

3、固有特性,并將其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)性質(zhì)和振動規(guī)律的研究。本文的主要工作有以下幾點:
　　1)自主編寫 MATLAB程序通過計算機數(shù)值模擬獲得了在白噪聲外部激勵下六層層間剪切結(jié)構(gòu)的加速度響應(yīng)時間序列,建立了時間序列自回歸滑動平均ARMA模型,從而得到結(jié)構(gòu)體不同損傷工況下的自回歸系數(shù)。
　　2)采用自主研究的自回歸系數(shù)敏感因子法和加速度向量法對ARMA模型自回歸系數(shù)進行分析研究,實現(xiàn)對層間剪切結(jié)構(gòu)的損傷定位功能,對兩種定位識別方法進行可