风致损伤空间钢结构的安全预警方法研究

发布时间：2017-05-24 09:09

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【摘要】：大跨度屋盖结构的发展状况代表了一个国家建筑技术水平,在体育馆、会展中心、工业厂房、飞机库、候车厅等建筑上得到了广泛的应用。近年来,其形式日趋多样、新型结构体系不断涌现,跨度的不断增加及新材料的使用导致屋盖结构对风荷载非常敏感,常常为设计的控制荷载。一旦这些大跨度结构由风荷载引起的损伤或破坏,将对国民经济和人民的生命财产产生巨大的影响,为此,对一些大跨度屋盖结构进行健康监测与安全评估,及时发现安全隐患,建立安全预警系统具有重要的社会意义和使用价值,同时,安全预警方法研究也是近年来国内外学术研究的热点问题之一。 本文的主要内容和结论包括以下几个方面： (1)根据空间网架结构特点,合理的选择有限元参数,运用ANSYS建立有限元模型。 (2)根据风荷载的模拟理论,通过比较分析,选用谐波叠加法进行平板网架结构节点风荷载的模拟,通过与Davenport风速功率谱的对比,两者吻合性很好,精度满足工作需要。 (3)阐述安全预警的重要性,介绍小波变换和模态应变能进行损伤识别的理论。 (4)依据上述建立的损伤诊断理论,编制相应的损伤诊断程序,并通过有限元软件建立了一平板网架模型,通过改变杆件的弹性模量来模拟损伤,提取节点动力响应信息分析,先通过小波变换判断损伤区域,再在损伤区域中计算杆件模态应变能判断结构的损伤位置。
【关键词】：空间网架 风致损伤 损伤识别 安全预警
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU391
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 结构损伤诊断技术国内外发展及现状10-12
• 1.3 结构损伤诊断技术分类12-23
• 1.3.1 局部损伤诊断技术12
• 1.3.2 全局损伤诊断技术12-23
• 1.4 存在的主要问题23-24
• 1.5 本文的主要内容24-25
• 第2章 风荷载模拟理论25-37
• 2.1 引言25
• 2.2 风速高度变化系数25-26
• 2.3 风速与风压关系26-27
• 2.4 顺风向脉动风速谱及空间相关性27-28
• 2.5 顺风向脉动风荷载的数值模拟28-32
• 2.6 本征正交分解法32-36
• 2.6.1 本征正交分解定理32
• 2.6.2 协方差POD分解32-34
• 2.6.3 双加权POD法原理34-36
• 2.7 本章小结36-37
• 第3章 风致损伤空间钢结构的安全预警方法研究37-57
• 3.1 引言37-38
• 3.2 风致损伤结构的安全预警方法理论38-42
• 3.3 数值仿真与结果分析42-56
• 3.3.1 数值仿真的总体思路42-44
• 3.3.2 数值算例44
• 3.3.3 有限元模型的建立44-49
• 3.3.4 脉动风荷载的模拟49-50
• 3.3.5 结构的损伤识别50-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 结论与展望57-59
• 4.1 结论57
• 4.2 展望57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

【参考文献】

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本文编号：390336