基于动态摄影测量和改进子结构方法的剪切型框架结构损伤检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于动态摄影测量和改进子结构方法的剪切型框架结构损伤检测方法，首先将剪切型框架结构视为等效弹簧阻尼质量模型并划分为多个子结构；其次获取位移、荷载参数，构建各子结构之间的输入输出关系，建立表达式；再基于各子结构之间的输入输出关系，利用ARMAX模型进行建模，求解表达式中相关系数；最后选取相关系数，构造损伤指标。采用本发明专利技术的显著效果是，采用动态摄影测量法来获得每个子结构的相对位移响应，能够避免大量的传感器安装和布线工作；其次，基于动态摄影测量的相对位移测试精度更高，并能消除相机振动的不利影响。采用相对位移作为损伤诊断的数据来源，构建了基于子结构的损伤诊断方法，能够提升损伤定位的能力。伤定位的能力。

【技术实现步骤摘要】
基于动态摄影测量和改进子结构方法的剪切型框架结构损伤检测方法


[0001]本专利技术涉及建筑结构安全维护，具体涉及建筑结构的损伤识别。

技术介绍

[0002]建筑物的安全检测具有重要意义。对于剪切型框架结构，常规的检测方式有：
[0003]①
、通过结构固有特性(如频率响应函数、传递函数、模态应变能、模态参数等)构建损伤指数以检测土木结构的损伤。其中结构固有特性可以使用实验模态分析方法和操作模态分析方法进行计算。
[0004]②
、直接根据结构的振动响应建立损伤指标，其避免了结构固有特性的识别，其有基于时频分析和时域分析的方法。其中基于时频分析的方法从动态响应的时频谱中提取损伤指数；基于时域分析的方法从时间序列模型的残差或模型系数中提取损伤指数。然而，由于连接结构复杂，很难建立精确的结构有限元模型。此外，需要在结构上同时安装大量传感器，尤其是对于大型土木结构而言，经济成本花费较高且安装操作困难。
[0005]③
、基于子结构的方法，其将一个土木结构按照相应标准划分为多个子结构，并使用每个子结构的振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态摄影测量和改进子结构方法的剪切型框架结构损伤检测方法，其特征在于按以下步骤进行：步骤一、将剪切型框架结构视为等效弹簧阻尼质量模型，将模型划分为多个子结构；步骤二、布置传感器、获取荷载参数；基于动态摄影法获取位移参数；构建各子结构之间的输入输出关系，建立表达式；步骤三、基于各子结构之间的输入输出关系，利用ARMAX模型进行建模，求解表达式中相关系数，步骤四、选取相关系数，构造损伤指标。2.根据权利要求1所述的基于动态摄影测量和改进子结构方法的剪切型框架结构损伤检测方法，其特征在于：所述步骤一中，子结构的划分方法为：将剪切型框架结构视为等效弹簧阻尼质量模型，将模型自下而上依次划分为n个质量块，并由此划分得到n个子结构；其中：第1个子结构由第1个和第2个质量块组成；第2个子结构由第1个、第2个和第3个质量块组成；第i个子结构由第i
‑
2个、第i
‑
1个、第i个和第i+1个质量块组成；第n个子结构由第n
‑
2个、第n
‑
1个和第n个质量块组成；i＝3,4,5,
…
,n
‑
1；构建动力学方程，如式(1)：其中：[M]为质量矩阵；[C]为阻尼矩阵[K]为刚度矩阵；{x(t)}为输出位移向量；为输出速度向量；为输出加速度向量；{f(t)}为输入向量。3.根据权利要求2所述的基于动态摄影测量和改进子结构方法的剪切型框架结构损伤检测方法，其特征在于：所述步骤二中，将建筑物的基础视为第0个子结构，基于所述动力学方程进行离散化采样，采样时间间隔为Δt，采样顺序数为p，p＝3,4,5,
…
g；g为采样终点对应的顺序数；获取每个采样时刻，第j个相对于第j
‑
1个子结构的相对位移，j＝1,2,3,
…
,n；构建第j个和第j
‑
1个子结构之间的输入输出关系，j＝1,2,3,
…
,n，分别如式(2)、(3)、(4)、(5)所示：将建筑物的基础视为第0个子结构，构建第1个子结构和第0个子结构的输入输出关系，如式(2)：
其中：δ
1,0,p
为在第p个采样时刻，第1个质量块相对于第0个质量块的相对位移；δ
1,0,p
‑1为在第p
‑
1个采样时刻，第1个质量块相对于第0个质量块的相对位移；δ
1,0,p
‑2为在第p
‑
2个采样时刻，第1个质量块相对于第0个质量块的相对位移；δ
2,1,p
‑1为在第p
‑
1个采样时刻，第2个质量块相对于第1个质量块的相对位移；δ
2,1,p
‑2为在第p
‑
2个采样时刻，第2个质量块相对于第1个质量块的相对位移；m
1,1
为第1个质量块的质量；f
1,p
‑1为第1个质量块在第p
‑
1个采样时刻的荷载；D
11
、D
21
、E
11
、E
21
均为各项的待求系数；构建第2个子结构和第1个子结构的输入输出关系为式(3)：其中：δ
2,1,p
为在第p个采样时刻，第2个质量块相对于第1个质量块的相对位移；δ
2,1,p
‑1为在第p
‑
1个采样时刻，第2个质量块相对于第1个质量块的相对位移；δ
2,1,p
‑2为在第p
‑
2个采样时刻，第2个质量块相对于第1个质量块的相对位移；δ
3,2,p
‑1为在第p
‑
1个采样时刻，第3个质量块相对于第2个质量块的相对位移；δ
3,2,p
‑2为在第p
‑
2个采样时刻，第3个质量块相对于第2个质量块的相对位移；m
2,2
为第2个质量块的质量；f
2,p
‑1为第2个质量块在第p
‑
1个采样时刻的荷载；D
12
、D
22
、E
12
、E
22
、G
12
、G
22
均为对应项的待求系数；构建第i个子结构和第i
‑
1个子结构的输入输出关系为式(4)：其中：δ
i,i
‑
1,p
为在第p个采样时刻，第i个质量块相对于第i
‑
1个质量块的相对位移；δ
i,i
‑
1,p
‑1为在第p
‑
1个采样时刻，第i个质量块相对于第i
‑
1个质量块的相对位移；δ
i,i...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗钧，苟晨铭，晏致涛，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：