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现役土木工程结构由于受到环境的侵蚀以及自然灾害等因素的影响,严重影响了结构在正常工作环境下工作能力,因此有必要对结构的现状进行评估,然而由于结构本身不确定性因素的影响,对结构进行有效的损伤识别依然面临着巨大的挑战。 本文基于作者团队的研究,利用统计矩作为损伤指标,通过考虑框架结构的参数不确定性对结构进行损伤识别分析。主要过程为在时域内,将位移统计矩与加速度统计矩相结合共同作为损伤指标,利用概率密度演化理论对框架结构进行损伤识别,进而对考虑不确定性因素下的框架结构进行损伤定位以及损伤程度判断。 本文主要对以下几个内容进行研究: ①本文首先介绍了统计矩理论,通过敏感度、稳定性及环境噪声分析对比首次提出了将位移四阶矩和加速度八阶矩融合作为损伤指标对结构进行损伤识别的方法,利用十二层平面框架模型5种不同损伤工况的模拟,利用不同统计矩指标进行对比分析,说明位移四阶矩和加速度八阶矩融合损伤指标的优越性。 ②考虑不确定参数的随机性,将统计矩理论应用于框架结构中,首次考虑结构第一模态阻尼比和地震波幅值作为随机参数,并利用概率密度演化理论、等距选点方法与平面切圆的选点方法等理论对结构进行不确定性损伤识别研究,并通过对十二层平面框架模型分别考虑单随机参数和双随机参数下的4种不同损伤工况进行数值模拟分析,分析结果表明本文理论的可行性。 ③利用同济大学振动台试验数据,对振动台第一次输入白噪声、第一次出现裂缝以及裂缝增多的3个典型工况进行试验验证,进一步说明本文研究方法的可靠性和实用性。首次将考虑双随机参数的不确定性损伤识别方法应用于混凝土材料的三维实体框架结构模型中,并取得较为理想的识别效果。