基于刚度灵敏度矩阵的结构损伤识别

罗帅,杨浩,沈吉宝,侯刚,杨秋伟,李博

(绍兴文理学院 土木工程学院, 浙江 绍兴 312000)

0 引言

结构损伤识别的基本问题是如何从给定的物理参数测量中确定结构损伤的出现、位置和程度[1-2]。主流的损伤识别方法可分为基于动态响应的损伤识别方法和基于静态响应的结构损伤识别方法[3]，其中动态响应的损伤识别方法通过测试振动参数的变化以检测结构损伤状况[4]。但是在实际工程中需要采用昂贵的加速度传感器以获得结构在动态激励下的时程响应参数[5]，并且动态信号的处理往往需要分析结构的频率和振型变化[6]，这需要同时用到结构的质量和刚度矩阵[7]。此方法较为复杂且容易受到噪声干扰[8]，这给结构的损伤识别带来了困难。而基于静态响应的结构损伤识别则只需要测试外部静态荷载作用下的结构变形信息，测试技术成熟。其主要的难点问题在于所测试数据的分析，因此基于静态测试结果的结构损伤识别受到了广泛关注[9-10]。王艺霖等[11]基于位移影响线二次差值的概念提出了通过测量移动荷载下主梁跨中的竖向位移增量指标进行主梁结构损伤定位方法，该方法不适用于具有桁架结构的损伤识别。DOEBLING等[12]通过利用柔度矩阵分解的方法确定局部结构刚度以实现结构的损伤识别，该方法对超静定结构的分析结果误差较大。周卫东等[13]利用柔度矩阵求解公式，建立了结构单元刚度扰动参数和柔度扰动参数之间的对应关系进行结构的损伤识别的理论研究。……