框架结构损伤的检测诊断与评估方法研究

通过构造以损伤参数为未知量的超定非线性方程组,提出了3种改进的框架结构损伤的检测、诊断、评估方法——改进的一阶迭代法、改进的混合迭代法、改进的动静结合法。通过对框架结构损伤识别的数值模拟分析可以得出:在单柱或梁发生20%及以下损伤的情况下,动静结合法、一阶迭代法、混合迭代法均能较好地识别出损伤的位置与程度。在求解40%及以上的损伤或者多处梁柱损伤时,一阶迭代法和混合迭代法分别只经过25次迭代和22次迭代就达到设定的10-8迭代误差而收敛停止计算,均能准确地识别出损伤单元的位置与损伤程度;与一阶迭代法相比,混合迭代算法由于采用了精确度较高的二阶非线性解析解作为迭代修正的初值,因而迭代修正精度更高,收敛性更好;动静结合法由于结合了结构的动态信息和静态信息,识别精度与混合迭代算法接近且减少了运算时间,并且通过提高计算中所使用的模态阶数可大大提高其识别精度。

某345m超高层建筑结构转换柱设计研究

介绍了某建筑高度约345m的超高层建筑外立面收进结构的实现方法。对于三种实现方式的转换柱(斜柱、楔形柱、矩形搭接柱)及转换区楼面梁和剪力墙的受力进行了比较分析,重点介绍了转换区构件的传力路径、应力、变形、损伤等力学特征,并考察了不同形式转换柱对结构整体性能的影响。分析结果表明,转换区局部楼层刚度的变化对整体结构影响不大,但转换柱截面尺寸对层间受剪承载力的影响较大,同时会导致转换区框架承担的剪力比例高于普通楼层。最后针对转换区核心筒墙体在重力和地震荷载作用下在水平方向均存在较大拉力的情况,采取了特别的结构加强措施以抵消对核心筒墙体受力的不利影响。

框架结构损伤识别的改进非线性直接解析法

考虑到直接解析法求解速度快和非线性直接解析法求解精度高的特点,提出一种用于结构损伤识别的混合迭代算法,该算法用二阶非线性的解析解作为算法的第一次迭代值,用一阶灵敏度方程的求解值对该算法的第一次迭代值进行关于泰勒级数截尾误差的修正。通过对一个空间框架结构进行数值模拟分析验证了该方法的可行性。结果表明,提出的混合迭代算法由于采用了精确度较高的二阶非线性解析解作为迭代修正的初值,因此,迭代修正精度更高,收敛性更好,而且大幅地减少了运算时间,尤其对于多损伤或者大损伤,本算法优势更加明显。