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1、同濟大學建筑工程系建筑工程系馬來飛結構動力特性測試及其損傷識別提綱工程實例3.對結構進行損傷識別2.結構動力特性測試1.同濟大學建筑工程系結構動力特性測試1自由振動法2共振法3脈沖法同濟大學建筑工程系突加荷載法自由振動法突卸荷載法同濟大學建筑工程系結構動力特性測試同濟大學建筑工程系結構動力特性測試原理當干擾力的頻率與結構本身的固有頻率相等時，結構就出現(xiàn)共振。操作連續(xù)改變激振器的頻率，使結構產生共振，記錄此時的頻率即為結構固有頻率優(yōu)點可以得到多階頻率和振型共振法同濟大學建筑工程系結構動力特性測試同
2、濟大學建筑工程系結構動力特性測試用共振法測量振型時，要將若干個拾振器布置在結構的各部位。當激振器使結構發(fā)生共振時，同時記錄下結構各部位的振動圖,通過比較各點的振幅和相位，即可得出該頻率的振型圖。同濟大學建筑工程系結構動力特性測試同濟大學建筑工程系結構動力特性測試脈動法是通過量測由環(huán)境隨機激振而產生的建筑物微小振動，即“脈動”來分析建筑物動力特性的方法。主諧量法協(xié)量分析法相關或功率譜分析法脈沖法同濟大學建筑工程系結構動力特性測試基于振型變化基于固有頻率變化損傷使局部的結構特性(如剛度、阻尼、質量分
3、布等)發(fā)生變化，進而影響結構的力學特性(如模態(tài)、靜力響應等)。由力學特性參數(shù)的變化反演得到結構特性的變化，即損傷的情況。同濟大學建筑工程系結構損傷識別基于柔度變化第一步第二步第三步根據(jù)理論模型，先假設結構可能有一組損傷位置的方案，并計算每個理論方案所對應的任意二個頻率改變量之比計算實驗測量的任意二個頻率改變量之比將上述理論比值與實驗比值進行比較，找出與實測最為接近的理論值，則該值對應的損傷方案即為實際結構的損傷狀態(tài)，于是獲得了結構的損傷位置基于固有頻率變化的損傷識別方法同濟大學建筑工程系結構損傷
4、識別固有頻率對結構早期損傷有時并不十分敏感，往往只能發(fā)現(xiàn)破損，而無法確定破損的位置。其一測試時，固有頻率容易獲得且測試的精度比較高。當損傷位置在結構的低應力區(qū)域時，利用固有頻率的變化將無法進行損傷識別其二缺點優(yōu)點基于固有頻率變化的損傷識別方法同濟大學建筑工程系結構損傷識別模態(tài)置信度判據(jù)法模態(tài)正交法振型曲率法振型變化圖形法基于振型變化的損傷識別方法當損傷未發(fā)生時，模態(tài)置信度判據(jù)等于一?？梢坏┢茐陌l(fā)生，由于振型的變化，模態(tài)置信度判據(jù)不等于一。當結構無損傷時，模態(tài)滿足正交條件。當結構發(fā)生損傷時，則模態(tài)
5、不滿足正交條件。如果結構出現(xiàn)破損，則破損處的剛度會降低，而曲率便會增大。當發(fā)生破損時，受到影響的自由度上的振型相對變化量在損傷區(qū)域內就會出現(xiàn)比較大的值。同濟大學建筑工程系結構損傷識別基于柔度變化的損傷識別方法在模態(tài)滿足歸一化的條件下，柔度矩陣是頻率的倒數(shù)和振型的函數(shù)。隨著頻率的增大，柔度矩陣中高頻率的倒數(shù)影響可以忽略不計。這樣只要測量前幾個低階模態(tài)參數(shù)和頻率就可獲得精度較好的矩陣。根據(jù)獲得損傷前后的二個柔度矩陣的差值矩陣，求出差值矩陣中各列中的最大元素，通過檢查每列中的最大元素就可找出損傷的位置
6、。基本原理同濟大學建筑工程系結構損傷識別工程概況某辦公樓建于1997年，建筑面積10700m2，結構形式為地下2層和地上13層的鋼筋混凝土框架一剪力墻結構，采用鋼筋混凝土樁基礎。同濟大學建筑工程系工程實例測試手段測試采用INV306動態(tài)信號采集儀和941b型加速度傳感器，利用自然環(huán)境隨機激勵，測試結構的響應。測試時，每一測點同時放置一對傳感器，分別測X方向和Y方向水平振動。同濟大學建筑工程系工程實例測試結果同濟大學建筑工程系工程實例測試結果同濟大學建筑工程系工程實例頻率實測值與理論值的比較同濟大
7、學建筑工程系工程實例結論：理論計算頻率基本小于實測頻率，即說明現(xiàn)在結構的實際剛度滿足設計要求，剛度退化效應比較微弱。振型實測值與理論值的比較同濟大學建筑工程系工程實例結論：相對固有頻率而言，結構實測振型與計算結果的差別比較大，且高階振型大于低階振型，這也是由于結構振型識別誤差及測試過程中一些不可避免的因素所引起的。同濟大學建筑工程系THANKYOU!
