框架結(jié)構(gòu)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法研究.pdf

1、土木工程結(jié)構(gòu)諸如高層建筑、道路橋梁、隧道巖體、海洋平臺(tái)等,由于地震、火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害或荷載長(zhǎng)期作用引起的疲勞、腐蝕等原因?qū)⑹菇Y(jié)構(gòu)不可避免地產(chǎn)生不同程度的損傷。損傷經(jīng)過長(zhǎng)期積累而又未得到及時(shí)的重視和妥善的處理,必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)使用性能的降低甚至發(fā)生破壞，造成生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。若能及早建立實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和評(píng)估結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷、預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)性能變化和剩余壽命，并做出相應(yīng)地維護(hù)修繕處理及合理地疏散居民措施，不但能提高工程結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)效率,同時(shí)

2、也保障了生命和財(cái)產(chǎn)安全。經(jīng)過改革開放三十年的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市發(fā)展，中國(guó)正逐漸從大興土木的建設(shè)期轉(zhuǎn)入建筑結(jié)構(gòu)損傷研究的新時(shí)期，結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)技術(shù)作為前沿領(lǐng)域也必將成為土木工程專業(yè)的熱點(diǎn)研究問題。
　　 結(jié)構(gòu)損傷會(huì)引起結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的改變，若建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性與損傷之間的非線性映射關(guān)系就能對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行識(shí)別。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為近年來研究熱點(diǎn)，其逼近任意非線性映射的能力以及分布并行處理、自適應(yīng)學(xué)習(xí)和魯棒容錯(cuò)等特性，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。本文結(jié)合

3、熱點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，從框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次展開研究，利用多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)組合對(duì)損傷進(jìn)行識(shí)別和分析，研究工作分為以下幾個(gè)方面：
　　 ①系統(tǒng)地介紹了損傷檢測(cè)的相關(guān)概念和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，探討了損傷識(shí)別方法存在的問題和發(fā)展趨勢(shì)，并結(jié)合智能理論闡述了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)方法的相關(guān)概念；
　　 ②引入了框架結(jié)構(gòu)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)分析方法，能夠連續(xù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷是否發(fā)生、損傷樓層分布、損傷位置判斷、損傷程度檢測(cè)的多級(jí)神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)技術(shù)，避免了將結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)一次性輸入網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致的訓(xùn)練時(shí)間過長(zhǎng)、組合爆炸等一系列問題；
　　 ③利用結(jié)構(gòu)損傷前后的模態(tài)參數(shù)(模態(tài)頻率、模態(tài)振型)，結(jié)合理論公式給出一系列的損傷指標(biāo)，并研究它們與損傷位置和損傷程度的關(guān)系，為后續(xù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)損傷檢測(cè)研究中不同階段輸入?yún)?shù)的選用提供依據(jù)；
　　 ④采用有限元分析軟件ANSYS對(duì)五層框架結(jié)構(gòu)建立構(gòu)件損傷的理論模型，利用參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL編寫用戶程序完成有限元分析并提取