地面交通激勵下古建筑影響及古木結(jié)構(gòu)損傷識別研究.pdf

1、古建筑在幾百年甚至上千年使用過程中，環(huán)境侵蝕、材料老化和荷載的長期效應、疲勞效應等因素共同作用下不可避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的損傷積累和抗力衰減。隨著城市的經(jīng)濟發(fā)展，地面交通車輛密度越來越大，對古建筑的安全產(chǎn)生了重要影響，因此有必要定量評價交通激勵下對古建筑的影響，并利用環(huán)境激勵的結(jié)構(gòu)振動響應數(shù)據(jù)對古建筑結(jié)構(gòu)進行健康監(jiān)測和安全評估。西安鐘樓和西安城墻是國家重點文物保護單位，本文就地面交通車輛行駛產(chǎn)生的微幅振動對西安鐘樓和城墻的影響進行數(shù)值分析和

2、安全評估，研究環(huán)境激勵下基于小波包能量譜的古木結(jié)構(gòu)的損傷識別指標，將其應用到西安鐘樓上部木框架的損傷識別中。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以西安鐘樓和城墻為研究對象，采用數(shù)值分析方法建立了鐘樓上部木框架-高臺基-圓柱形地基和城墻-地基的三維有限元模型，對地面車輛在鐘樓環(huán)道行駛和從城墻門洞下行駛產(chǎn)生的微幅振動對鐘樓和城墻的影響和安全評估進行研究。⑵對隨機環(huán)境激勵下的古木框架結(jié)構(gòu)的損傷進行有限元模擬，采用小波包能量譜建立古木結(jié)構(gòu)的損傷識

3、別指標，并進行小波函數(shù)的選擇、小波包分解層次的選擇、損傷識別指標的損傷敏感性和噪聲的影響分析。⑶對隨機環(huán)境激勵下的古木框架結(jié)構(gòu)梁上各節(jié)點的加速度響應信號進行小波包分解，提出小波包能量曲率差損傷識別指標對古木結(jié)構(gòu)進行損傷定位，建立損傷指標與損傷程度的關(guān)系式并進行古木結(jié)構(gòu)損傷程度的判斷，并驗算適用性。⑷以西安鐘樓為研究對象，對鐘樓上部木框架結(jié)構(gòu)的損傷進行有限元模擬，就地面車輛在鐘樓環(huán)道行駛產(chǎn)生的微幅振動對鐘樓結(jié)構(gòu)的影響進行損傷識別研究，采用

4、小波包能量譜建立了鐘樓木框架結(jié)構(gòu)的損傷識別指標，從小波函數(shù)的選擇、小波包分解層次的選擇、損傷敏感性和噪聲的影響進行了研究。⑸以西安鐘樓為研究對象，就地面車輛在鐘樓環(huán)道行駛產(chǎn)生的微幅振動對鐘樓結(jié)構(gòu)的影響進行了損傷識別研究，提出了小波包能量曲率差損傷指標對鐘樓上部木框架進行損傷定位，并進行損傷敏感性和噪聲的影響分析，建立損傷指標與損傷程度的關(guān)系并進行鐘樓木框架結(jié)構(gòu)損傷程度的判斷。⑹對西安鐘樓在地面交通微幅振動下的實測加速度響應信號進行小波包