專利名稱：建筑框架結構損傷檢測方法
技術領域：
本發明屬于建筑框架結構檢測技術，具體涉及一種建筑框架結構的損傷檢測方法。
背景技術：
建筑結構損傷檢測作為一種故障診斷問題，是一門既有基礎理論，又有實際工程 背景的綜合性技術。結構損傷的檢測方法，從檢測所實施的范圍角度來講，可分為局部檢測 與整體檢測。局部損傷檢測是使用無損檢測技術集中對結構內部特殊的關鍵構件進行檢測，目 前已經較為成熟地在土木工程中得到應用。現有的主要檢測方法有超聲波法、聲發射法、紅 外線法、沖擊波法、雷達法和微波法等。局部損傷檢測方法還僅限于結構構件層次上，難以 全面反映整體結構的性能退化，無法實現在線監測與損傷診斷。整體檢測技術可以間斷地或連續地測定結構的健康狀況，也可以指導可疑部位的 損傷檢測，提高檢測效率。基于振動損傷識別技術的基本原理是結構的損傷必然會引起結 構動力特征的變化。許多學者據此提出了不少方法，并在實踐中取得成功的應用，但在同時 識別結構損傷的數量、位置和大小的程度上還是有所局限。本發明人在前提出了“一種框架結構損傷識別方法”(申請號201010513214.0) 的專利申請，即首先對損傷前的框架結構測試，得到結構模態參數(ω°，Φ°)；然后，對損傷 后的結構進行測試，并進行模態分析，得到模態參數(ω11，ΦΒ)；建立一階模態參數靈敏度 方程S1D' = Δ ·;采用改進后的模態截尾方法來計算一階模態參數靈敏度；采用將約束最 小二乘法迭代迅速的特點和極小最小二乘法搜索尋優功能結合的混合迭代求解方法來求 解單元損傷系數Di (i = 1,2,…，η)，達到同時識別整個建筑結構存在的損傷的數量、位置 和大小的目的，并可識別任意多數量的損傷參數。但上述方法在求解大損傷或者多損傷時，仍然存在迭代速度較慢而且損傷檢測的 精度較低的問題。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述方法的不足，提供一種計算工作量較小，效率高， 檢測精度高的建筑框架結構損傷檢測方法。專利申請“一種框架結構損傷識別方法(申請號201010513214. 0)為了提高識別 精度和工程實用，在文獻“結構損傷識別的直接解析法(同濟大學學報，2007,35(6) :719 723)”的基礎上進行了兩個方面的改進，在模態截尾誤差方面，減少了識別所需的模態數 目；在方程迭代解法方面減少了迭代次數，提高了識別效率和識別精度。本發明是在專利申請“一種框架結構損傷識別方法(申請號201010513214. 0)，， 的基礎上進行了兩個方面的改進，在構建方程組方面考慮了頻率和振型對損傷參數的二 階偏導數項，以此構造損傷參數為未知量的超定非線性方程組，其中在求一階振型靈敏度和二階振型靈敏度時采用改進后的模態截尾計算方法；在方程迭代解法方面考慮到一階 靈敏度方程求解速度快和二階靈敏度方程求解精度高的特點，提出一種用于建筑結構損傷 檢測的混合迭代算法。本發明所涉及的建筑框架結構損傷檢測方法，其步驟如下(1)在損傷前框架結構的每層安裝加速度傳感器，在外激勵作用下測試結構的時 程響應，提取頻率和振型數據，得到損傷前的結構模態參數(ω°，Φ°)；(2)對損傷后的結構每層安裝加速度傳感器進行測試，在外激勵作用下測試結構 的時程響應并進行模態分析，得到損傷后的結構模態參數(ω11，ΦΒ)；(3)求得一階頻率靈敏度和二階頻率靈敏度
權利要求
1. 一種框架結構損傷檢測方法，其步驟如下(1)在損傷前框架結構的每層安裝加速度傳感器，在外激勵作用下測試結構的時程響 應，提取頻率和振型數據，得到損傷前的結構模態參數(ω°，Φ°)；(2)對損傷后的結構每層安裝加速度傳感器進行測試，在外激勵作用下測試結構的時 程響應并進行模態分析，得到損傷后的結構模態參數(ω11，ΦΒ)；(3)求得一階頻率靈敏度和二階頻率靈敏度，分別為
全文摘要
一種建筑框架結構損傷檢測方法。首先，對損傷前的框架結構測試，得到結構模態參數(ω0，Φ0)；然后，對損傷后的結構進行測試，并進行模態分析，得到模態參數(ωD，ΦD)；建立一階模態參數靈敏度方程S1D′＝Δf與二階模態參數靈敏度方程S1D′+S2D″＝Δf；采用改進后的模態截尾方法來計算一階和二階模態參數靈敏度；利用一種基于一階和二階靈敏度方程的混合迭代求解方法來求得單元損傷系數Di(i＝1，2，…，n)，達到同時識別整個建筑結構存在的損傷的數量、位置和大小的目的。該方法適用于建筑框架結構的損傷檢測，節省了計算工作量，效率高，極大地提高了檢測精度。
文檔編號G01N29/44GK102043017SQ201010517958
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者周兆靜, 楊佑發, 趙忠華, 郜建人 申請人:重慶大學