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南京奥体中心体育场空间结构损伤识别初探

夏炎  
【摘要】:结构的损伤识别是当前工程界热门而又重要的课题。其基础原理为结构的模态特性(频率、模态振型、模态阻尼等)是和结构的物理参数(质量、阻尼、刚度)相对应的固有特性,所以通过结构模态特性的变化可以判断结构物理特性发生的变化。土木行业的损伤识别技术源于航天科学和机械领域,并随着土木工程自身的特点和需要而不断发展。然而损伤识别在国内土木工程中的实际应用还不多,在复杂的大型空间结构中也未见针对性的试验或理论研究。 本文以2003年10月在东南大学进行的南京奥体中心上部钢结构模型试验为背景,着眼于损伤识别在复杂空间结构中的实际应用,对相关问题进行了研究和思考。 介绍了试验过程和相关理论;对本次试验的得失做了总结;得出关于损伤识别的试验结论;并对以后的试验提出相关建议。 对奥体模型的动力特性进行分析,研究了大型空间结构的动力特性受各种因素影响的变化规律。 利用有限元手段对奥体模型进行了静力弹塑性分析,得到有益的结论。 对土木界的损伤识别研究应用现状深入思考,并在此基础上提出对大型空间结构损伤识别的建议。 研究了几种典型的动测损伤识别算法,提出这些方法用于奥体模型的思路,以MSCM法为例进行了有限元模拟,并对奥体上部钢结构进行了在线监测设计。


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