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风致损伤空间钢结构的安全预警方法研究

作　者: 肖明
导　师: 刘晖
学　校: 武汉理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 空间网架风致损伤损伤识别安全预警
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
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

风致损伤空间钢结构的安全预警方法研究

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