【摘要】：對多用于大型公共建筑的空間鋼結構進行全壽命周期健康監(jiān)測具有重要意義。結構健康監(jiān)測技術在空間鋼結構領域的研究一直以來集中于信號的傳感、采集、傳輸與數(shù)據(jù)統(tǒng)計等方面,缺少數(shù)據(jù)后期處理分析、把握結構服役狀況、獲得健康狀態(tài)綜合評價等方面的研究,這相當于只完成了結構健康監(jiān)測一半的工作�？臻g鋼結構具有平面尺度大、構件數(shù)量多、整體性能影響顯著等特點,現(xiàn)有結構鑒定標準缺乏針對性的評價指標與體系。本文針對空間鋼結構初步建立了基于結構監(jiān)測的評價指標體系,為空間鋼結構提供了一個可行實用的健康狀態(tài)綜合評價方法。本文各評價指標的構造與計算主要基于應力應變、位移撓度、振動頻率等基礎量測數(shù)據(jù)。針對空間鋼結構長期應力應變監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失的特點,利用測點應力與溫度、測點應力之間的相關關系,根據(jù)不同的缺失情況,分季節(jié),分晝夜,通過一元或多元線性回歸方法對缺失的應力數(shù)據(jù)進行插補。數(shù)據(jù)缺失率在30%以內時,可取的較好的插補效果,誤差總體可控制在10%以內。本文提出一種考慮荷載組合作用的基于敏感性分析的構件重要性分析方法,根據(jù)綜合重要度,確定應布置測點的構件及其評價權重。根據(jù)規(guī)范對構件強度和穩(wěn)定性的要求,按照構件受力方式的不同,構造了構件靜力性能與穩(wěn)定性能評價指標:軸向受力構件靜力性能強度指標Ics,ba、受彎構件靜力性能強度指標Ics,be、軸向受壓構件穩(wěn)定性能指標Icb,ba、壓彎構件穩(wěn)定性能指標Icb,be。根據(jù)評價指標值,將構件性能狀態(tài)分為a,b,c,d四個等級。本文提出了結構整體靜力性能、穩(wěn)定性能、動力性能的評價方法。基于實測的結構撓度值與規(guī)范規(guī)定的靜力撓度限值構造了結構整體靜力性能指標為Iss,基于靜力修正模型計算的穩(wěn)定極限承載力構造了結構穩(wěn)定性能評價指標Isb,基于動力修正模型計算的在地震組合荷載作用下的最大撓度值與規(guī)范規(guī)定的此撓度限值構造了結構動力性能評價指標Isd。模型修正采用的是利用BP神經網絡法優(yōu)化影響結構相應性能主要參數(shù)的方法。根據(jù)層次分析法構建了四層級空間鋼結構健康狀態(tài)評價指標體系:第一級為結構健康評價總指標,第二級為構件和結構兩大系統(tǒng)指標,第三級為包括結構或構件靜力、動力和穩(wěn)定性的性能指標,第四級為由實測數(shù)據(jù)直接或間接計算得到的基礎指標。構件系統(tǒng)第三層性能指標采用權重比法計算權重系數(shù),采用加權計算法與權重和法進行計算評價。評價體系其余綜合指標采用層次分析法,根據(jù)各指標的相對重要程度賦予標度值,構造判斷矩陣,計算指標權重。利用模糊綜合評價方法,選取梯形分布及三角形分布作為隸屬函數(shù),合成指標的隸屬向量與隸屬矩陣,計算模糊評價向量,對向量進行集化分析,計算模糊綜合評價指標值。結構健康綜合指標評價分為健康、亞健康、不健康、病態(tài)四個等級。通過相關算例,演示了評價指標的計算方法以及結構健康狀態(tài)綜合評價過程,表明本文所提出的基于監(jiān)測的空間鋼結構健康狀態(tài)評價指標體系與評價方法是可行且有效的。并在杭州奧體中心主體育場鋼結構屋蓋的健康監(jiān)測項目中進行了工程應用。最后總結了本文研究的不足之處,提出了進一步研究的方向。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU391

【參考文獻】

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本文編號：2339645