地震未知情况下框架结构模态识别方法

"这篇学术论文探讨了在地震激励未知的情况下如何识别框架结构的模态，主要采用理论分析和数值模拟相结合的方法。通过在频域内使用时程反应傅立叶变换作为输入值，并通过比较不同点的输入值来确定结构模态，以此诊断结构的损伤情况。研究对二维和三维框架结构进行了数值模拟分析，结果显示该方法在地震力未知时能有效识别框架结构的损伤。" 在实际的土木工程中，结构模型通常由模态向量、固有频率和模态阻尼来定义，这些参数依赖于结构的线性力学特性。然而，在地震这样的高激励、大变形情况下，这种简化的模态模型可能不再适用。地震作用的研究通常涉及模拟地震波的实验数据，包括激励时程和反应时程，但在某些情况下，地震激励可能难以测量。 论文引用了先前的研究，如Beck J.L的工作，它关注在剪切型结构中的损伤识别，以及国内学者利用神经网络技术在未知地震波条件下识别桥梁损伤的例子。尽管这些研究取得了一定成果，但它们的应用范围有限，未能涵盖广泛使用的框架结构。 针对这一问题，文章提出了一个创新的频域技术。该技术的核心在于，将结构的时程反应通过傅立叶变换转化为频域表示，随后比较不同位置的变换结果以识别结构的模态。这种方法的关键在于，即使在无法准确获取地震激励的情况下，也能有效地分析结构动态响应并判断其损伤状态。 论文详细阐述了正问题的解决过程，即在小地震激励下，如何运用二阶线性微分方程来描述结构的动态反应。接下来，作者通过具体的二维和三维框架结构的数值模拟，验证了这种方法的实用性和准确性。模拟结果证实了在地震激励未知的条件下，该方法能够有效地识别出框架结构的模态变化，从而为结构健康监测和损伤评估提供了一个新的工具。 这篇研究对于在地震灾害中评估和预测建筑物的安全性具有重要的理论与实践意义，为未来结构工程领域中未知地震激励下的模态识别提供了新的研究途径。