基于实测时间序列的非线性系统恢复力识别

许 斌,贺 佳

(1.湖南大学土木工程学院,长沙 410082;2.湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,长沙 410082)

1 前言

由于结构材料自身的老化与徐变、使用荷载的变化以及各种自然和人为因素的作用,土木工程结构都不可避免地存在着不同程度损伤累积,从而导致结构使用性能降低甚至灾变行为的发生。近来,世界范围内工程事故频发,工程结构的安全事故带来巨大的生命和财产损失,进而产生较大的社会负面影响。因此,对工程结构在动力荷载作用下损伤的发生发展过程的监测与识别已经成为当前国内外土木工程领域的紧迫课题和关键科学问题之一。

一般地,随着损伤的发生和发展,结构参数也随之发生改变。因此,在过去20多年的时间里,研究人员主要将土木工程结构的损伤识别问题作为结构参数识别问题来处理,提出了系列识别方法。现有的损伤识别研究以基于动力测量的方法为主,包括时域、频域、时频域联合分析方法等[1,2]。这些土木工程结构的损伤识别方法的基本思想可以概括为以下两点。第一,用结构构件层次或者子结构刚度的降低来表征结构损伤的存在和程度;第二,运用从结构动力响应测量中抽取的结构振动频率和(或者)模态或者他们的衍生量,通过优化算法识别出结构物理参数或者对原有数值模型进行修正,所识别或者修正的参数主要是结构构件刚度或者是材料层次的弹性模量,并借此表征损伤。……