钢-混凝土组合构件连接件损伤识别-结构工程专业论文.docxVIP

硕。L学位论文摘要 硕。L学位论文 摘要 钢．混凝土组合构件自出现以来，在大跨桥面梁、工业建筑中的重荷载平台梁 和吊车梁以及对结构高度和自重有较高要求的民用建筑组合楼盖中得到了广泛应 用。抗剪连接件是使钢梁与混凝土板组合在一起共同工作的关键部件，其松动、 损伤甚至脱落，将削弱组合构件梁板之间的共同工作性能，使得结构刚度和承载 能力下降，甚至会导致结构的突然失效或倒塌等严重后果。而连接件在工程建成 后属于隐蔽性工程，其损伤难以被及时发现。因此，研究适用于组合构件连接件 的状态监测和损伤识别的方法具有重要意义。 本文针对钢．混凝土组合梁，分别运用整体动力特性、局部动力响应时程和基 于压电陶瓷机电耦合阻抗测量的非破环监测方法对其界面连接件的损伤进行了识 别。主要研究工作如下： 1．设计和制作一根带可移除连接螺栓的钢．混凝土组合梁，用于模拟不同程 度的界面连接件的损伤。通过在组合梁试件中设置与螺栓直径相配套的套筒，使 连接件能够方便的松动和移除，以实现预设的损伤方案。 2．在不同的损伤状况下对组合梁进行锤击试验，用LMS采集输入输出信号， 并用LMS提供的PolyMax方法识别模态参数，通过组合梁的振动频率、振型等 模态参数识别对界面损伤进行了诊断，探讨了不同损伤指标的灵敏性。 3．提出了一种基于结构局部动力响应测量的非参数化损伤识别方法，并通过 试验实测数据进行了验证。在各种损伤状况下进行激振试验，直接运用加速度时 程响应基于神经网络实现了界面损伤识别。采用激振器对组合梁进行激励，用完 好状态下子结构的加速度响应训练神经网络，将其作为完好状态子结构的非参数 化模型。当连接件损伤发生时，试验实测加速度响应将有异于该网络模型预测的 响应。通过定义适当的评价指标，对连接件损伤的存在及严重程度进行识别。 4．对基于压电陶瓷阻抗测量的损伤识别原理进行分析的基础上，进行了基于 阻抗测量的钢．混凝土组合梁界面损伤识别的试验，测量了不同位置的压电陶瓷的 阻抗值，定义了基于连接件损伤前后阻抗值的变化的损伤识别指标，实现了钢． 混凝土组合梁界面连接件的损伤识别，并探讨了基于阻抗测量的界面损伤监测的 敏感范围，为工程运用提供参考。 关键词：钢．混凝土组合梁；连接件；损伤识别；人工神经网络；压电陶瓷片；阻 饥 Il AbstractSteel-concrete Abstract Steel-concrete composite components are widely used in 10ng．span girder of brldge，crane beam of industry construction and floor system of high building．Shear connectors In composite components play an important role in providing composite IntegraI behavior and any deterioration or failure of connectors will cause a decrease m the shear-resistant capacity in the interface and then a decrease in structural 910bal stlffness and load．carrying capacity．Because of the inaccessibility of shear connectors 1n steel·concrete composite beams，it is difficult to detect the interfacial damage by d1他ct inspection·It is crucial to develop reliable non．destructive damage detection and monitoring methods for the connectors in composite structure． 1n thls paper，the damage detection of connectors of a steel—concrete beam was camed out bY the variation in global natural frequencies and modes．10cal nonparametrlc model and impedance of PZT patches．The main contents of this paper are as follows： l·A scaJed steel-