基于模糊模式識(shí)別的風(fēng)力作用下高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)的識(shí)別.pdf

1、高聳塔體結(jié)構(gòu)是一種高度較高、橫截面相對(duì)較小、橫向荷載起主要作用的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)筑物。是一類與人類生命線直接相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)型式，它被廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)行業(yè)。由于它具有高和柔的特點(diǎn)，因此一般對(duì)風(fēng)的作用比較敏感。在強(qiáng)風(fēng)的長(zhǎng)期作用下較易引起結(jié)構(gòu)的損傷，甚至最終導(dǎo)致塔桅鋼結(jié)構(gòu)的倒塌。因此利用模糊模式識(shí)別的一種方式，獲得結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息，分析包括結(jié)構(gòu)反應(yīng)在內(nèi)的各種特征，以便了解結(jié)構(gòu)因損傷或者退化而造成的改變，對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，評(píng)估其安全性，

2、保證大型工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性已經(jīng)成為未來(lái)工程的必然要求，具有十分重要的科研價(jià)值。 由于風(fēng)力是高聳結(jié)構(gòu)的主要控制性荷載，故該類結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)識(shí)別的難度在于，由于經(jīng)濟(jì)上的原因，實(shí)際結(jié)構(gòu)上的壓力傳感器相對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)上的桿件來(lái)說(shuō)數(shù)量是非常有限的，而為了利用盡量少的風(fēng)壓力傳感器，得到足夠準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)整個(gè)的應(yīng)力場(chǎng)，用模糊模式方法識(shí)別就顯得非常重要了。 本文在國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以合肥電視塔結(jié)構(gòu)為工程背景，利用大型有限元結(jié)構(gòu)分析

3、軟件，得出結(jié)構(gòu)在不同等級(jí)脈動(dòng)風(fēng)作用下的桿件的內(nèi)力方差。根據(jù)模糊模式識(shí)別的擇近原則與最大隸屬度法，利用有限幾個(gè)關(guān)鍵桿件的內(nèi)力方差識(shí)別出整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)。本文主要工作如下： 1.研究了合肥電視塔的力學(xué)模型，通過(guò)三維空間有限元桿系模型，進(jìn)行了動(dòng)力特性分析。 2.采用頻域法計(jì)算出在不同等級(jí)脈動(dòng)風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的位移方差，由節(jié)點(diǎn)位移方差算出各桿件的內(nèi)力方差。 3.采用模糊模式識(shí)別的擇近原則和最大隸屬度原則，利用有限幾根關(guān)鍵

4、桿件的內(nèi)力方差識(shí)別出整個(gè)結(jié)構(gòu)所處的風(fēng)速模式，進(jìn)而得到所有桿件的內(nèi)力方差，以及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)。 4.對(duì)合肥電視塔應(yīng)力場(chǎng)的模糊模式識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值仿真驗(yàn)證。模擬一種風(fēng)速下的多維的風(fēng)荷載，利用時(shí)域法求出其風(fēng)振響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)特性，并代入模糊模式庫(kù)中。結(jié)果證明能有效的識(shí)別出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)。 本文采用基于模糊模式識(shí)別的風(fēng)力作用下高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)識(shí)別方法，可以在只測(cè)試有限數(shù)量關(guān)鍵桿件內(nèi)力方差的情況下，較為精確地識(shí)別出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)，進(jìn)而監(jiān)測(cè)整個(gè)結(jié)