【摘要】：土木工程結構的安全不僅關系到人民的生命財產安全,更是一個國家國民經濟穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的必要條件。然而,土木工程結構在長達幾十年,甚至上百年的使用過程中,會受到環(huán)境侵蝕、材料老化、人為的或者自然的突變效應等危害因素的影響致使結構對抵抗自然災害和環(huán)境作用的能力下降,從而引起災難性事故的發(fā)生。及時地對結構進行損傷檢測,確定結構的健康狀態(tài),不僅能夠降低維護費用,而且能夠保證結構的性能良好和延長結構的使用壽命。因此,研究有效的損傷識別方法、損傷程度評定指標和損傷修復技術,具有重要的社會與經濟價值。本文以一簡支鋼桁架橋為研究對象,在分析介紹國內外各種結構損傷識別方法的基礎上,提出運用基于固有頻率的損傷識別方法和基于曲率模態(tài)的損傷識別方法相互結合進行結構損傷識別。即分兩步進行結構損傷識別。先利用固有頻率后利用曲率模態(tài),由整體到局部,構建快速精準的損傷識別組合方法。主要的研究內容如下:(1)分析介紹國內外各種結構損傷識別方法,總結各種方法的優(yōu)點和局限性。重點分析基于固有頻率的損傷識別方法和基于曲率模態(tài)的損傷識別方法。分析結合兩種方法的優(yōu)點。探索構建快速高效的損傷識別組合方法。(2)理論分析桁架橋損傷前后,動力特性識別參數(固有頻率、頻率變化比、頻率變化平方比、正則化頻率變化率、曲率模態(tài)、曲率模態(tài)差、曲率模態(tài)比)與損傷位置及損傷程度之間的關系。研究各種損傷指標對結構損傷的敏感程度。(3)通過有限元軟件(MIDAS)模擬分析一3.2m的桁架橋模型,研究桁架橋損傷前后固有頻率損傷指標和曲率模態(tài)損傷指標的變化規(guī)律。并分析利用兩步法,即先頻率后曲率的方法對結構進行損傷識別的有效性。(4)在實驗室對鋼桁架橋模型進行靜載試驗,分析各工況下應變及跨中撓度的變化規(guī)律,分析結合應變和撓度進行損傷識別的可行性。探索動靜結合的損傷識別檢測思路。(5)在實驗室對鋼桁架橋模型進行振動實驗,分析不同工況下桁架橋自振頻率的變化規(guī)律,對比實驗結果與有限元模擬結果,結果表明利用固有頻率可以對結構進行初步損傷識別,同時驗證有限元數值模擬的相對可靠性。
【圖文】：

1圖 1.1 韓國首爾圣水大橋垮塌現場Figure 1.1 the site of the collapse of the Seoul Saint water bridge in South Korea

圖 1.2 美國明尼蘇達州大橋坍塌現場Figure 1.2 the site of the collapse of the Mississippi bridge in the United States事故三：吉林省道錦江大橋坍塌事件，2010 年 6 月 8 日 20：30 錦江大橋發(fā)生垮塌事故，，事故最終造成 6 人死亡。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441

【參考文獻】

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本文編號：2641720