論梁結構損傷的診斷方法

周寧娜,史興嶺,南 洪

(1.陜西通信規劃設計研究院,陜西 西安 710065;2.青海黃河上游水電開發有限責任公司建設分公司,青海 西寧 810008;3.中國水電顧問集團 西北勘測設計研究院,陜西 西安 710065)

0 前 言

結構的損傷識別是當前土木工程學科十分活躍的研究領域,該領域的研究有著廣泛而深遠的工程背景和實際意義。結構在服役期內承載能力的下降被定義為結構損傷,結構構件及其連接部件受損會引起結構損傷,而結構在服役期內的損傷是逐漸形成的。對于土木工程結構來說,結構損傷會引起結構參數(剛度、質量)的變化,結構的模態參數(模態頻率、模態振型、模態阻尼)隨之發生改變,從而影響到結構的使用性能,一旦損傷積累到一定程度,可能會導致結構整體發生突發性失效,造成巨大的經濟損失。因此,適時準確地通過相關參數的檢測來確定損傷位置和損傷程度顯得尤為重要[1]。鋼梁是工程結構的基本單元,廣泛應用于水利、土木、建筑等工程結構中,其受載后的裂紋損傷問題是經常導致事故的原因,因而對其進行損傷程度的診斷和預測,以便采取必要的安全措施具有重要意義[2]。本文首先總結回顧了目前結構損傷識別中各種基本方法,并著重介紹了一種改進殘余力向量法,并將該方法用于矩形等截面懸臂鋼梁的損傷識別,數值模型驗證了該方法的有效性。

1 結構損傷識別技術優劣比較

通常工程結構的損傷確定和質量評估分四個層次[3]:①預測結構是否發生損傷;②損傷部位的確定;③損傷嚴重程度的判別;④結構可維持的壽命等。……