空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的風致響應(yīng)及參數(shù)識別研究.pdf

1、空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)因具有整體剛度好、質(zhì)量輕、柔性大、阻尼小等特點，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各種外形獨特、結(jié)構(gòu)形式新穎的大跨度網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)大量涌現(xiàn)。結(jié)構(gòu)在服役期間，由于疲勞累積、環(huán)境腐蝕及自然災(zāi)害等作用，可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞，因此，為了能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然，把事故損失降到最低點，在結(jié)構(gòu)正常使用情況下，對大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進行在線損傷監(jiān)測研究，就顯得極有現(xiàn)實意義。
　　風荷載是大跨度空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)長期經(jīng)受的一種環(huán)境荷載，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控

2、制荷載。但由于大跨度網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)在風荷載和結(jié)構(gòu)特性方面的復(fù)雜性，其風振特性及參數(shù)識別，至今仍是風工程研究的熱點和難點。若要實現(xiàn)對空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測，研究其風致響應(yīng)及參數(shù)識別是首要問題也是關(guān)鍵技術(shù)。
　　時域參數(shù)識別方法具有頻域方法無可比擬的優(yōu)點，僅僅需要結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信息，便可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的參數(shù)識別，尤其對于大跨空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，人為激勵往往有很多的弊端，因此，積極發(fā)展有效的時域參數(shù)識別方法，還是很有現(xiàn)實意義的。特征系統(tǒng)實現(xiàn)算法(ER

3、A)，是一種比較優(yōu)秀的時域識別算法，已有研究結(jié)果表明，該方法在進行結(jié)構(gòu)參數(shù)識別時是穩(wěn)定可靠的。但是，國內(nèi)外已有的相關(guān)文獻，對于下面的結(jié)構(gòu)均進行了相關(guān)的研究，如航天器、梁板結(jié)構(gòu)、桁架、框架、橋梁等。
　　基于以上考慮，本文主要工作，就是探討在風激勵荷載作用下，如何用ERA算法識別大跨空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。首先，實現(xiàn)脈動風風速時程的計算機模擬，指出影響風速時程模擬精度的難點和關(guān)鍵點，并就這些難點和關(guān)鍵點提出了自己的解決辦法；然后

4、，基于環(huán)境激勵—風作用下，進行空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)分析，并研究ERA算法應(yīng)用于空間網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)參數(shù)識別的相關(guān)問題；同時，采用MATLAB軟件實現(xiàn)ERA算法的程序編制工作，并就算法的實現(xiàn)提出一些有意義的結(jié)果。與已發(fā)表文獻中的相關(guān)實例進行對比，驗證本文脈動風風速時程的計算機模擬程序的正確性，結(jié)果表明，本文的脈動風的計算機模擬是可靠且具有普遍的適用性。對于ERA算法程序，本文對一懸臂梁結(jié)構(gòu)進行振動試驗，來驗證其正確性，并提出一套準確識別