基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的隔震結構動力特性異變分析及模型修正.pdf

1、隔震技術因其良好的性能表現(xiàn)成為土木工程基礎設施抵抗地震災害最重要的手段之一。上部結構受到隔震層的隔離保護，降低了地震作用下的人員傷亡和經(jīng)濟損失。國內(nèi)外學者對隔震結構做了大量研究，但現(xiàn)有研究主要基于實驗室數(shù)據(jù)及數(shù)值模擬仿真結果，而結構實際工作環(huán)境復雜多變，現(xiàn)有分析結果遠不能反應隔震結構的真實工作狀態(tài)。因此，了解隔震結構在實際工作過程中的響應就顯得尤為重要，但隔震結構在實際環(huán)境因素作用下的實測響應數(shù)據(jù)相對較少；在地震作用下的響應數(shù)據(jù)更是鳳毛

2、麟角。為了檢驗隔震設計并保證結構的安全性，本文針對甘肅省嘉峪關市某中學教學樓隔震結構的特點，為其設計并安裝了一套符合該結構特點的隔震結構長期健康監(jiān)測系統(tǒng)，利用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)對該隔震結構動力特性進行分析。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面。
　?。?）借鑒現(xiàn)有結構健康監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實施經(jīng)驗，針對本文所選基礎隔震結構的特點，為其設計并安裝一套長期健康監(jiān)測系統(tǒng)，實時記錄結構周圍主要環(huán)境因素變化及結構響應數(shù)據(jù)，為隔震結構損傷識別、模型修正和安

3、全評估提供大量寶貴數(shù)據(jù)。
　　（2）基于環(huán)境激勵下的結構響應及周圍主要環(huán)境因素變化數(shù)據(jù)，結合現(xiàn)場調(diào)研結果，對影響隔震結構模態(tài)參數(shù)的主要因素進行分析。結果表明，人員集中質(zhì)量變化與模態(tài)頻率和阻尼比的相關性均較大；溫度變化與模態(tài)頻率的相關性較強，與阻尼比的相關性較弱。借用有限元軟件分析人員活動及溫度變化對隔震性能的影響，為隔震結構設計提出改進建議。
　?。?）基于地震作用下的實測結構響應數(shù)據(jù)，分析驗證隔震結構在地震作用下的隔震性能

4、，探究隔震結構模態(tài)參數(shù)在地震激勵過程中的變化規(guī)律。結果表明，微幅地震動激勵下隔震層未能有效發(fā)揮作用，并且隔震結構振動特性強烈依賴于震動強度。最后對比分析基礎與隔震層頂部加速度響應頻譜特性的差異，發(fā)現(xiàn)隔震層會對地震波進行“過濾”，改變其頻譜特性。
　　（4）基于隔震結構實測響應數(shù)據(jù)，以結構實測頻響函數(shù)和理論頻響函數(shù)的吻合度為目標函數(shù)，采用遺傳算法對隔震結構的層質(zhì)量、層剛度及阻尼比等結構參數(shù)進行修正。修正后的結構模型能夠較好地反映實際