橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)模型不僅能用于地震作用下橋梁損傷的識(shí)別與判斷,還能為橋梁抗震設(shè)計(jì)提供新思路,因此對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)建模方法研究具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)的地震響應(yīng)分析方法有靜力分析法與時(shí)程分析法。前者因忽略高階振型,分析結(jié)果存在較大誤差;后者因參數(shù)計(jì)算困難,難以被推廣使用。隨著橋梁健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展,大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)被采集,這滿足了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的數(shù)據(jù)條件,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是一種自適應(yīng)高度非線性建模方法。因此,本文引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中的LSTM網(wǎng)絡(luò),對(duì)某斜拉橋地震響應(yīng)進(jìn)行建模。然后提出基于橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)模型的損傷識(shí)別方法,將本文所建的模型應(yīng)用于損傷識(shí)別領(lǐng)域。主要研究如下:1.收集地震動(dòng)與橋梁響應(yīng)數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)庫(kù)。首先根據(jù)橋梁響應(yīng)數(shù)據(jù)特征提出數(shù)據(jù)選取規(guī)則;然后以此規(guī)則收集地震動(dòng)及橋梁響應(yīng)時(shí)程數(shù)據(jù),對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理與統(tǒng)計(jì)分析;將處理后的數(shù)據(jù)做成數(shù)據(jù)庫(kù)用于后續(xù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模。2.利用LSTM網(wǎng)絡(luò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進(jìn)行建模。首先介紹了LSTM網(wǎng)絡(luò)的基本數(shù)學(xué)原理與搭建步驟;然后對(duì)基于LSTM網(wǎng)絡(luò)橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)建模方法的可行性進(jìn)行分析;之后設(shè)計(jì)LSTM網(wǎng)絡(luò)計(jì)算圖,根據(jù)計(jì)算圖建立地震動(dòng)-索塔響應(yīng)模型... 

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 損傷識(shí)別方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法研究現(xiàn)狀
    1.3 基于LSTM網(wǎng)絡(luò)地震響應(yīng)建模的可行性分析
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基本原理
    2.1 引言
    2.2 地震響應(yīng)分析方法及原理
        2.2.1 靜力分析法原理
        2.2.2 時(shí)程分析法原理
    2.3 損傷識(shí)別建模方法及原理
        2.3.1 傳遞函數(shù)模型
        2.3.2 離散狀態(tài)空間方程
        2.3.3 自回歸模型
    2.4 遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法及原理
        2.4.1 經(jīng)典遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法
        2.4.2 LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 某斜拉橋地震響應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立
    3.1 引言
    3.2 某斜拉橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        3.2.1 某斜拉橋基本信息
        3.2.2 健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置情況
    3.3 數(shù)據(jù)選取規(guī)則
    3.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析
        3.4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.4.2 數(shù)據(jù)分析
    3.5 訓(xùn)練集與測(cè)試集數(shù)據(jù)庫(kù)建立
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于LSTM網(wǎng)絡(luò)的橋梁地震響應(yīng)模型
    4.1 引言
    4.2 LSTM網(wǎng)絡(luò)計(jì)算圖及參數(shù)選取
        4.2.1 LSTM網(wǎng)絡(luò)計(jì)算圖設(shè)計(jì)
        4.2.2 模型參數(shù)選取
        4.2.3 模型參數(shù)分析
        4.2.4 模型評(píng)價(jià)指標(biāo)
    4.3 某斜拉橋地震響應(yīng)模型
        4.3.1 地震動(dòng)-索塔加速度模型
        4.3.2 地震動(dòng)-箱梁加速度模型
    4.4 模型結(jié)果分析
        4.4.1 模型訓(xùn)練結(jié)果
        4.4.2 模型測(cè)試結(jié)果
        4.4.3 結(jié)果分析
    4.5 模型在損傷識(shí)別中的應(yīng)用
        4.5.1 KL散度及損傷識(shí)別方法
        4.5.2 基于地震響應(yīng)模型的應(yīng)用算例
        4.5.3 算例結(jié)果分析
        4.5.4 方法討論
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]時(shí)程信號(hào)的Hilbert-Huang變換與小波分析[J]. 石春香,羅奇峰.  地震學(xué)報(bào). 2003(04)

博士論文
[1]基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和物理模型的結(jié)構(gòu)地震損傷識(shí)別方法研究[D]. 陶冬旺.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]震后橋梁結(jié)構(gòu)的時(shí)域損傷識(shí)別[D]. 劉越.西南交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3696726