基于实测挠度、转角和曲率的细长梁分段抗弯刚度识别研究.doc

基于实测挠度、转角和曲率的细长梁分段抗弯刚度识别研究基于实测挠度、:10014888(2007)05—0483—06基于实测挠度,转角和曲率的细长梁分段抗弯刚度识别研究邓苗毅.,任伟新(,福建350002;,,河南450002)摘要:静载试验是获得结构真卖特性的重要方法和途径,具有直观,,转角和曲率,建立目标函数,通过优化的方法,,优化算法的选取与实现;通过数值算例和一片简支梁静载试验实例分析,对方法的正确性与可行性进行了验证,:参数识别;抗弯刚度;静载试验;优化中图分类号:TU317文献标识码:A0引言在役土木结构工程由于先天施工的差异,以及长期使用中各种荷载作用,环境侵蚀,材料老化,自然灾害等种种不利因素的影响,其结构性能(通过结构参数反映)通常与原设计(或期望),获得符合当前实际现状的结构参数是正确评价结构性能,实现结构损伤识别和进行结构健康监测的前提与基础口],,通常有两类获得结构特性的基本测试方法:,然而由于模态参数对结构的局部损伤不敏感和易于受测试噪声的影响,结构动态测试在实际结构检测应用中不能尽如人意_3].静态测试方法具有施加静力荷载比较直观,测试结果可靠和容易被工程师接受等特点,是获得结构真实特性的重要方法和途径,,根据实测的结构静态响应信息,获得结构参数(如承载力,刚度和边界条件等),无论是在参数识别算法实现,,转角和曲率响应的实测结果,建立优化目标函数,通过优化计算,,研究了结构不同实测响应信息对参数识别效果的影响,,但由于参数间的相关关系,在选择待识*收稿日期:2006—11—22;修订日期:2007—09—24通讯作者:任伟新(196o一),男,"长江学者计划"特聘教授,博士生导师,-mail:******@(2007年)第22卷别参数时需要根据相关的程度分别处理,本文将结构的分段抗弯刚度EI作为待识别的结构参数,该结构参数指标可以综合反映结构的性能及损伤状况,,建立合理的分析模型(有限元分析模型).通过结构的力学(有限元计算)分析,得到待识别结构体系在已知测试静力荷载作用下的位移(挠度),曲率,—Wf(z1,X2,…,X)(:1,2,…,)(1a)一.(z,Xz,…,X)(一1,2,…,)(1b)一(z1,X2,…,X)(忌一1,2,…,q)(1c)其中,Wi,,分别为通过结构分析得到的测试静力荷载作用下的位移(挠度),曲率,转角响应;i,,忌为响应的测点号;z,X,…,X为结构体系的待识别参数,{),{声),{)与对应的由静力荷载测试得到的实测响应{W},{庐},{}相比较,建立目标函数:min{[(x)/w一13×Ew(x)/w一1]+[声(z)/声一1]×[庐(z)/声一1]+EO(x)/O一1]×EO(x)/ff一1])(2)和约束函数:z6?z?up,式中甜,f6是待识别结构参数X的上,(识别出的)(2)写成标准形式:目标函数minf(x)(3)约束函数g(z)4o其中,厂(z)一[w(x)/w一1]×Ew(x)/w_13+[声()/声一11×[声(z)/声一13+Eo(z)/o一1]T×(z)/一1].采用序列二次规划(SequentialQuadraticProgramming)方法,求解以上有约束的非线性优化问题,其算法实现