基于模糊模式識別的風(fēng)力作用下高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)力場的識別.pdf

1、高聳塔體結(jié)構(gòu)是一種高度較高、橫截面相對較小、橫向荷載起主要作用的細(xì)長構(gòu)筑物。是一類與人類生命線直接相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)型式，它被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)的各個行業(yè)。由于它具有高和柔的特點，因此一般對風(fēng)的作用比較敏感。在強風(fēng)的長期作用下較易引起結(jié)構(gòu)的損傷，甚至最終導(dǎo)致塔桅鋼結(jié)構(gòu)的倒塌。因此利用模糊模式識別的一種方式，獲得結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息，分析包括結(jié)構(gòu)反應(yīng)在內(nèi)的各種特征，以便了解結(jié)構(gòu)因損傷或者退化而造成的改變，對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進行預(yù)測，評估其安全性，

2、保證大型工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性已經(jīng)成為未來工程的必然要求，具有十分重要的科研價值。 由于風(fēng)力是高聳結(jié)構(gòu)的主要控制性荷載，故該類結(jié)構(gòu)應(yīng)力場識別的難度在于，由于經(jīng)濟上的原因，實際結(jié)構(gòu)上的壓力傳感器相對于整個結(jié)構(gòu)上的桿件來說數(shù)量是非常有限的，而為了利用盡量少的風(fēng)壓力傳感器，得到足夠準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)整個的應(yīng)力場，用模糊模式方法識別就顯得非常重要了。 本文在國內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以合肥電視塔結(jié)構(gòu)為工程背景，利用大型有限元結(jié)構(gòu)分析

3、軟件，得出結(jié)構(gòu)在不同等級脈動風(fēng)作用下的桿件的內(nèi)力方差。根據(jù)模糊模式識別的擇近原則與最大隸屬度法，利用有限幾個關(guān)鍵桿件的內(nèi)力方差識別出整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場。本文主要工作如下： 1.研究了合肥電視塔的力學(xué)模型，通過三維空間有限元桿系模型，進行了動力特性分析。 2.采用頻域法計算出在不同等級脈動風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)節(jié)點的位移方差，由節(jié)點位移方差算出各桿件的內(nèi)力方差。 3.采用模糊模式識別的擇近原則和最大隸屬度原則，利用有限幾根關(guān)鍵

4、桿件的內(nèi)力方差識別出整個結(jié)構(gòu)所處的風(fēng)速模式，進而得到所有桿件的內(nèi)力方差，以及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場。 4.對合肥電視塔應(yīng)力場的模糊模式識別系統(tǒng)進行數(shù)值仿真驗證。模擬一種風(fēng)速下的多維的風(fēng)荷載，利用時域法求出其風(fēng)振響應(yīng)的統(tǒng)計特性，并代入模糊模式庫中。結(jié)果證明能有效的識別出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場。 本文采用基于模糊模式識別的風(fēng)力作用下高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)力場識別方法，可以在只測試有限數(shù)量關(guān)鍵桿件內(nèi)力方差的情況下，較為精確地識別出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場，進而監(jiān)測整個結(jié)