土木工程结构健康诊断中的统计识别方法综述

2014-04-02李宗翱

河南建材 2014年6期

关键词：柔度变化评估

李宗翱

郑州大学土木工程学院（450001）

土木工程结构健康诊断中的统计识别方法综述

李宗翱

郑州大学土木工程学院（450001）

这里对土木工程构造健康诊断中的统计识别方式进行了表述，对识别统计中的统计辨认法(Bayes模子修正、模型限量不定期抽检批改)、统计模式辨认办法和几何神经网络方法的基本实际及其在土木项目构造健康诊断中的研讨近况进行了阐述,在此基本上提出了土木工程机关构造安全诊断中统计识别方式关键计划的题目与钻研发展方向。

土木工程；统计；健康诊断

组织结构的安全健康监测，是采用现场的无损传感微妙技术与组织个性分析技术(包括组织相应的影响)来探测和暗示布局状态的老化或者损伤能够或者将来发生的一个进程。构造安全健康监测是一种在线微妙技术,是能够运用监测数据对机关形态做出实时数据的实时评价,也能够运用在重大地质灾害等突发性灾难事件发作后对构造的整体性和稳定度快速地做出实时诊断。于是，由构造安全健康的监测技术来取得和组织外形的动态,能够为工程机关的设计考证、施工管教、平安运营与维修决议计划提出重要的数据参考。

1 土木监测

工程构造安全健康监测主要包括:采集系统各个传感器数据和信号灯数据、实时监控数据的传输与信号处理系统、工程整体损伤自动识别与模型修改、工程整体布局的安全健康诊断与工程安全性能的评估系统。其中，结构损伤自动识别与模型修改对工程构造安全健康诊断与安全性能评估具有非常重要的意义。可以说,整体损伤识别与模型修改是构造安全健康监测的中心模式之一。

近些年来,基于组织动力特点观察的损伤识别因其可以评估机关总体性、效益，兼有造价比高、易于在线实现等特点，而成为布局评估微妙技术中最为有效的一种办法,是组织损伤识别和安全健康识别研讨的重要技术关隘与难点。诚然，布局损伤识别技术在机械、航空、航天等范畴处具有较为丰硕的理论和运用成果,但是土木工程布局作为建造工程与机械、飞翔器等体系在不少方面是存在着本质区别的，例如土木项目结构的体积质量较大、资料特点互异、界线前提烦杂、状况要素很多,使得以上办法在土木工程结构的运用中还遭到一定的限制。

2 平安性评估

可以运用多种工程许可的测试方法进行平安性的评估,对工程目前的工作外形进行测量和勘察，并与其临界周边的外形加以对比，比较得出一个风险等级。勘察工程里面不同的构造，对其评价要先有一个统一的标准，对其存在的风险隐患要有所差别。风险性能评估与牢靠性的差别，牢靠性为一种概率，而风险性能评价旨在给出肯定的平安分数等第。对混凝土布局而言，建筑结构的平安分数等要根据先重后轻分成几个等级，次要建筑物按顺序分为一、二、三级。

3 建筑结构检测技术

3.1 振动损伤识别技术

结构振动损伤识别是通过工程结构动力特性检测来确定结构损伤的参数变化，结合现代测量仪器，结构损伤测量更加快速、准确，通过采集的数据实现实时分析,对结构损伤识别实现动态检测，针对建筑结构的振动损伤识别技术的研究对建筑行业发展意义重大，以下便是当前主要建筑结构振动识别技术。

3.2 基于建筑结构固有频率变化的损伤识别技术

建筑结构的固有频率测量是振动参数计算模型中最易检测的参数，参数精度高，在实际结构损伤检测中，固有频率检测与检测位置无关，而且检测频率的误差比检测振型和阻尼的误差小，但是在检测中对于低灵敏性要求测量精度高，基于结构固有频率变化的损伤识别技术应用在大型结构检测中只能检测出结构存在损伤，但不能确定损伤的位置及精度，因为不同位置所引起的频率变化有可能相同。

3.3 基于建筑结构柔度变化的损伤识别技术

基于柔度变化的损伤识别技术的前提是满足模态归一条件，通过分析结构频率函数与振型行数的关系变化情况，可以确定建筑结构的柔度变化关系，而随着结构频率不断增大，在忽略高频率影响的前提下，通过多次测量低模态参数与频率变化关系，确定柔度矩阵，计算出差值矩阵中的元素变化值，再与无损伤系统结构的柔度矩阵参数进行比较分析，确定振动损伤的位置。

通过结构柔度变化进行损伤识别技术虽然灵敏度较高，但是需要结合无损伤系统的结构模态参数，在实际应用中要求高，应用起来比较困难，但是在大型结构损伤测量中，通过测量柔度变化可以检出结构中存在的多处损伤。