基于等效剪切刚度的框架结构损伤识别研究

摘要

建筑物投入使用后，受环境影响及人们需求的日益提高，其安全性与适用性都会逐渐降低。为了保证人民的生命财产安全与维持正常的使用功能，必要时需对其进行维修、加固甚至改造，因此需要一定的有关结构损伤的量化资料。肉眼的观测、简单仪器的检测可以发现构件局部出现的裂缝、腐蚀等破坏，但是这些工作都无法从全局上来把握结构、构件的破坏情况。基于结构动力参数的损伤识别方法可以弥补这一缺陷，这方面的研究在近数十年里得到了较大的发展。然而遗憾的是，绝大多数方法都侧重于具体构件的损伤研究。由于建筑结构具有体型大、结构试验复杂、实测数据随机性强等特点，使得这些理论上完全可行的方法在实际应用中却遇到了困难。
　　考虑到构件损伤会引起结构整体量（如侧向刚度）的改变，且对于一“遍体鳞伤”的建筑结构而言，损伤定位并不是最主要的目的，加固改造时更关心的是其损伤程度。换言之，抛开结构具体构件，转而从结构整体角度来研究损伤，更具实用性。基于此，本文提出了一种从“结构层”这一整体层次来进行结构损伤识别的方法——基于等效剪切刚度的损伤识别方法。具体研究内容如下：
　　1、研究了层等效剪切模型的理论意义以及结构各阶振型对应的等效剪切刚度的推导过程，并从理论与实用两个角度来考虑前几阶振型的综合效应，为损伤识别指标奠定理论基础；
　　2、基于等效剪切刚度概念，依次研究了平面纯框架结构、悬臂剪力墙结构、框架-支撑结构以及框架-剪力墙结构的损伤定位方法，并采用大量数值算例验证了所提出的新方法在损伤定位与损伤构件类型判断上的有效性；
　　3、研究了损伤处数较少时具体构件损伤程度评定的理想化方法，并提出了基于层综合抗侧移刚度的结构整体损伤程度评定的实用方法。
　　本课题的研究内容作为一种新的损伤识别方法，具有较强的理论与实际工程意义。

目录

基于等效剪切刚度的框架结构损伤识别方法研究

DAMAGE IDENTIFICATION OF FRAME STRUCTURE BASED ON EQUIVALENT SHEER STIFFNESS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 建筑结构试验检测技术简介

1.3 建筑结构损伤识别方法研究现状

1.4 本文主要研究内容

第2章 结构损伤识别指标

2.1 引言

2.2 层等效剪切模型的提出

2.3 等效剪切刚度的推导

2.4 综合等效剪切刚度的确定

2.5 本章小结

第3章 结构损伤定位研究

3.1 引言

3.2 试验设计方法简介

3.3 平面纯框架结构损伤定位研究

3.4 悬臂剪力墙结构损伤定位研究

3.5 框架-支撑结构损伤定位研究

3.6 框架-剪力墙结构损伤定位研究

3.7 本章小结

第4章 结构损伤程度评定研究

4.1 引言

4.2 结构构件刚度评定法

4.3 结构综合抗侧刚度评定法

4.4 本章小结

结论与展望

参考文献

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致谢