【摘要】：對多用于大型公共建筑的空間鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全壽命周期健康監(jiān)測具有重要意義。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)在空間鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)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(jì)等方面,缺少數(shù)據(jù)后期處理分析、把握結(jié)構(gòu)服役狀況、獲得健康狀態(tài)綜合評價(jià)等方面的研究,這相當(dāng)于只完成了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測一半的工作�？臻g鋼結(jié)構(gòu)具有平面尺度大、構(gòu)件數(shù)量多、整體性能影響顯著等特點(diǎn),現(xiàn)有結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)缺乏針對性的評價(jià)指標(biāo)與體系。本文針對空間鋼結(jié)構(gòu)初步建立了基于結(jié)構(gòu)監(jiān)測的評價(jià)指標(biāo)體系,為空間鋼結(jié)構(gòu)提供了一個可行實(shí)用的健康狀態(tài)綜合評價(jià)方法。本文各評價(jià)指標(biāo)的構(gòu)造與計(jì)算主要基于應(yīng)力應(yīng)變、位移撓度、振動頻率等基礎(chǔ)量測數(shù)據(jù)。針對空間鋼結(jié)構(gòu)長期應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)缺失的特點(diǎn),利用測點(diǎn)應(yīng)力與溫度、測點(diǎn)應(yīng)力之間的相關(guān)關(guān)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(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。數(shù)據(jù)缺失率在30%以內(nèi)時(shí),可取的較好的插補(bǔ)效果,誤差總體可控制在10%以內(nèi)。本文提出一種考慮荷載組合作用的基于敏感性分析的構(gòu)件重要性分析方法,根據(jù)綜合重要度,確定應(yīng)布置測點(diǎn)的構(gòu)件及其評價(jià)權(quán)重。根據(jù)規(guī)范對構(gòu)件強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求,按照構(gòu)件受力方式的不同,構(gòu)造了構(gòu)件靜力性能與穩(wěn)定性能評價(jià)指標(biāo):軸向受力構(gòu)件靜力性能強(qiáng)度指標(biāo)Ics,ba、受彎構(gòu)件靜力性能強(qiáng)度指標(biāo)Ics,be、軸向受壓構(gòu)件穩(wěn)定性能指標(biāo)Icb,ba、壓彎構(gòu)件穩(wěn)定性能指標(biāo)Icb,be。根據(jù)評價(jià)指標(biāo)值,將構(gòu)件性能狀態(tài)分為a,b,c,d四個等級。本文提出了結(jié)構(gòu)整體靜力性能、穩(wěn)定性能、動力性能的評價(jià)方法�；趯�(shí)測的結(jié)構(gòu)撓度值與規(guī)范規(guī)定的靜力撓度限值構(gòu)造了結(jié)構(gòu)整體靜力性能指標(biāo)為Iss,基于靜力修正模型計(jì)算的穩(wěn)定極限承載力構(gòu)造了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能評價(jià)指標(biāo)Isb,基于動力修正模型計(jì)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(gòu)造了結(jié)構(gòu)動力性能評價(jià)指標(biāo)Isd。模型修正采用的是利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法優(yōu)化影響結(jié)構(gòu)相應(yīng)性能主要參數(shù)的方法。根據(jù)層次分析法構(gòu)建了四層級空間鋼結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)體系:第一級為結(jié)構(gòu)健康評價(jià)總指標(biāo),第二級為構(gòu)件和結(jié)構(gòu)兩大系統(tǒng)指標(biāo),第三級為包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件靜力、動力和穩(wěn)定性的性能指標(biāo),第四級為由實(shí)測數(shù)據(jù)直接或間接計(jì)算得到的基礎(chǔ)指標(biāo)。構(gòu)件系統(tǒng)第三層性能指標(biāo)采用權(quán)重比法計(jì)算權(quán)重系數(shù),采用加權(quán)計(jì)算法與權(quán)重和法進(jìn)行計(jì)算評價(jià)。評價(jià)體系其余綜合指標(biāo)采用層次分析法,根據(jù)各指標(biāo)的相對重要程度賦予標(biāo)度值,構(gòu)造判斷矩陣,計(jì)算指標(biāo)權(quán)重。利用模糊綜合評價(jià)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(biāo)的隸屬向量與隸屬矩陣,計(jì)算模糊評價(jià)向量,對向量進(jìn)行集化分析,計(jì)算模糊綜合評價(jià)指標(biāo)值。結(jié)構(gòu)健康綜合指標(biāo)評價(jià)分為健康、亞健康、不健康、病態(tài)四個等級。通過相關(guān)算例,演示了評價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法以及結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)綜合評價(jià)過程,表明本文所提出的基于監(jiān)測的空間鋼結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評價(jià)指標(biāo)體系與評價(jià)方法是可行且有效的。并在杭州奧體中心主體育場鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的健康監(jiān)測項(xiàng)目中進(jìn)行了工程應(yīng)用。最后總結(jié)了本文研究的不足之處,提出了進(jìn)一步研究的方向。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU391

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2339645