《建筑结构动态检测与sma振动控制试验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑结构动态检测与sma振动控制试验研究（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海大学硕士学位论文A B S T R A C TC i v i lb u i l d i n gs t r u c t u r e sr e l a t e dw i t hp e o p l e Sl i f ea n ds o c i a le c o n o m y A l o n gw i t hb u i l d i n gs t r u c t u r e su s e dl o n gt i m ea n dt h ee f f e c to fd i s a s t e ra se a r t h q u a k e ，t y p h o o na n dS Oo n ，l
2、o t so fs t r u c t u r e sb e c o m i n go l da n dd a n g e r S o ，d y n a m i ce x a m i n a t i o nf o rc i v i lb u i l d i n gs t r u c t u r e sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t T h i sp a p e rc o m b i n e ds o m ec i t yg o v e m m e n t a lb u i l de x p a n dw i t he x
3、c e l l e n th i s t o r i c a lb u i l d i n gp r o t e c ti nH u B e ip r o v i n c e ，r e s e a r c h e dt h ei r r e g u l a rm u l t i l a y e rd y n a m i ce x a m i n a t i o n I n s p i r ew i t hc i r c u m s t a n c ea n di m p u l s e ，d e t e c t e dH u a n g S h ig o v e r n m e n t a l
4、o f f i c e M e a s u r ea n da n a l y z et h eb u i l d i n g sd y n a m i cp e r f o r m a n c e ，d e t e c t e dt h em a i nw a l l ，b e a ma n db o a r di nt h i ss t r u c t u r e C o m p a r e dw i t ht h ef r e q u e n c ya n dp r o b a b i l i t yd e n s i t yf u n c t i o nb e f o r ea n d
5、a f t e rc o m p o n e n ti n j u r e d ，g o ts o m eu s e f u li n f o r m m i o n B a s e do np r o t e c tt h ee x c e l l e n th i s t o r i c a lb u i l d i n g ，m e a s u r e dt h eC h i n ab a n ki nH a n k o u ，H u B e ip r o v i n c e A st h ed a t ac o n t a i nn o i s e ，w r i t t e np r
6、o g r a mb a s eo nw a v e l e tt r a n s f o r mt od e - n o i s ea n dg o ts o m ed y n a m i cp a r a m e t e r P o i n to u tp r o b a b i l i t yd e n s i t yf u n c t i o nm a yu s e da sd y n a m i cp e r f o r m a n c ep a r a m e t e r M a d es o m ea v a i l a b i l i t ye x p l o r ei nh
7、i s t o r i c a lb u i l d i n g sp r o t e c t T h i sp a p e rd i ds o m er e s e a r c hi nN i T is h a p em e m o r ya l l o yD i dm a t e r i a lp e r f o r m a n c et e s tb yu s i n gt h ee q u i p m e n tp r o v i d e db yZ w i e kC o r p o r a t i o n ，d i s c u s s e dt h et e n s i l eb r
8、 e a k i n gi n t e n s i o na n di m p a c ti n t e n s i o nb yu s i n gd i f f e r e n td i a m e t e r T a k ea r c hm o d e la sa ne x a m p l e ，c o m p a r et h ev i b r a t i o nb e t w e e nu s ea n dn o n - u s es h a p em e m o r ya l l o y P r o v i d es o m ec o n s u l ti ns t r u c t
9、u r e s v i b r a t i o nc o n t r 0 1 K e y w o r d s ：d y n a m i ce x a m i n a t i o n ，w a v e l e t sd e n o i s e ，s h a p em e m o r ya l l o y , m e c h a n i c a lb e h a v i o qv i b r a t i o nc o n t r o lV l上海大学硕士学位论文原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研
10、究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本论文使用授权说明期：巫岁本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。( 保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：塑导师签名：越1 1日期：叩、印一t Y -上海大学硕士学位论文第一章绪论1 1 课题来源本课题一建筑结构动态检测与S M A 振动控制试验研究来源于上海大学研究生培养基金和黄石市建设科技发展基金，分别得到了上海大学、上海市应用数学和力学研究所及湖北省黄石市建筑工程质量检测站等单位的帮助和支持1
11、 2 课题背景和研究意义建筑结构的安全性问题，与国民经济和人民的生命财产息息相关，一直成为人们关注的热点据有关部门统计，在我国现有城镇民用房屋建筑中，约有2 3 亿m 2 的建筑由于使用时间较长，需要对其安全性进行检测和鉴定，其中有近l O 亿m 2 的危房急需修复和加固【1 1 。另外，建国初期所建设的一大批工业与民用建筑以及某些极具有历史价值的优秀文物建筑，在经过多年的使用后，有的已严重老化，给这些建筑物的结构性能造成了不同程度的损伤，因此也有必要对它们进行全面的检测、诊断和安全性评估。再者，自上世纪8 0 年代以来，随着我国经济建设的快速发展和建筑科学技术的不断进步，涌现出越来越多的大型
12、或超大型建筑，如高层建筑、大型桥梁等工程结构的尺寸越来越大，结构刚度显著降低，抗震性能也随之恶化瑚，对这类大型工程结构的健康监测和损伤诊断也已成为当前力学和土木工程领域中又一个十分关注的研究课题。另外，我国是一个自然灾害频发的国家，由地震、洪水、飓风、爆炸等自然灾害或人为破坏带来的事故屡见不鲜，严酷的服役环境也极大地增加了建筑结构灾害性、突发性事故发生的可能性。据相关文献记载1 3 1 ，自2 0 世纪以来，仅地震一项，在我国大约平均每三年就会发生七级以上地震两次，而两次地震中几乎就有一次酿成重灾。尤其是1 9 7 6 年的唐山大地震，造成人员死亡近2 4万，重伤1 6 万，直接经济损失超过1
13、 0 0 亿人民币，使整个城市毁于瞬问。因此，对建筑结构特别是在役或旧式建筑物进行实时检测和诊断，及时发现结构的损伤，对其安全性和剩余寿命做出合理的评估，并及时采取相应的修复、加固或抗震控制措施，无论从社会、经济和优秀历史文物建筑的保护等各个方面来说上海大学硕士学位论文都具有重大的现实意义，因而也越来越受到人们的高度重视。1 3 研究现状1 3 1 结构动态检测及研究进展结构检测方法，总体上可以分为两大类，即静态检测方法和动态检测方法【4 】。静态检测方法属于传统的检测方法，其中包括光测法、磁检测法、超声脉冲法、回弹法等这一方法的特点是：获得的数据较为准确，但对于大型结构来说，构件多、体量大，
14、甚至对有的部位无法进行检测，因而受到限制。动态检测方法是振动反演理论在工程上的应用，在脉动、起振器共振等激振方式下，通过测量结构的频率和振型等参数，根据系统识别理论得到层问刚度结构动力检测的基本问题是依据结构的动力响应识别结构的当前状态，分为结构模态参数识别( 自振频率和振型) 和结构物理参数识别刚度动态无损检测技术有助于评估新旧建筑物的稳定性和整体性，能够对新旧建筑物整体或局部作质量状态监视，并能用来估计建筑材料和结构的性质及性能，对其内部缺陷和损伤进行测量和定位。此外，动态无损检测技术还具有成本低、费时少、无破坏、快速灵活、实时性强等优点，因而正逐渐成为工程界和学术界一个极为关注的研究领域
15、。动态检测方法又可分为正弦稳态激振、环境激振检测方法和局部激振检测方法( 1 ) 正弦稳态激振正弦稳态激振是利用某种装置对结构施加稳定简谐振动的激振方式。其优点是：激振能量集中、信噪比高，从而使测试精度较高。但试验需要专门的激振设备、费用高，且试验时有可能影响建筑物的正常使用【4 】【1 2 1 ( 2 ) 环境激振检测方法建筑物周围大地环境的微小振动( 地脉动) 和空气环境的流动( 即风) 可引起工程结构的振动，把地脉动和风作为一种激振方式从而测出结构的振动响应。环境激振的优点是：可较好地把握结构的整体性，不受结构形状和大小的限制，无需激振设备，试验简便、费用低。但记录信噪比低、试验时间长【
16、4 】【1 2 】。( 3 ) 局部激振检测方法2上海大学硕士学位论文工程结构的局部损伤往往对结构的整体性能影响较小，使得以结构整体为对象的结构损伤动力检测非常困难，有时甚至得不到正确的结果，而结构的局部振动比结构整体振动更能准确地反映结构的局部特性。因此，局部激振检测方法既可准确地把握结构局部构件的物理参数，又可作为结构整体检测方法的一种有效的补充f 4 】【1 2 1 。结构动态检测方法的早期研究主要集中在航空航天工程和机械工程方面，振动模态测量方法是随着快速傅立叶变换( E F T ) 算法和基于F F r 的动态分析仪而出现的，并产生了模态分析与试验这一新技术，而土木工程往往由于尺寸大、质量重、难以激振和获取有效的结构动力响应致使对其理论和工程应用的研究相对滞后。迄今振动模态测量方法已经有了几十年的发展历史，积累了丰富的经验，并逐步在土木工程等领域获得广泛的应用。国外从2 0 世纪8 0 年代中后期率先开始建立各种规模的桥梁健康监测系统。例如，英国在总长5 2 2 米的三跨变高度连续钢箱梁F o y l
