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随着社会经济建设的发展,很多投资大的重要公共建筑设施在地震时引起的危害性也大,而且越来越多的建筑进入老龄化阶段,其安全性能如何也为人们越来越关注。特别是近年来地震等自然灾害的频发,造成了大量的建筑结构破坏和人员伤亡,给社会和生命带来了巨大的损失与灾难。因此,人们现在非常关心建筑结构的健康状况如何、遭遇地震等灾害后的损伤情况如何。而且框架结构在社会上现有办公楼、学校、住宅等建筑结构中的比例又非常大,所以研究框架结构损伤识别方法是十分必要的。对框架类建筑结构更好的进行诊断、分析、评估,可在此基础上对其采取加固、改造等措施或给结构设计人员提供一些参考。
本文利用模态分析技术和有限元法对我国普遍存在的混凝土框架结构进行模态分析与损伤识别,并结合试验研究验证该方法的适应性和有效性,然后利用有限元软件对一个实际框架结构进行模态分析与损伤识别问题研究,最后将分析结果与实际设计计算结果对比,总结得到了模态分析和有限元方法在框架结构损伤识别中的一些定性结论。本文的研究方法和结论可对今后的实际框架结构试验测试提供一定的参考价值。有关框架结构的损伤识别技术会有广阔的应用前景。
本文研究的主要内容有:(1)总结建筑框架结构的损伤识别方法;(2)模态分析理论在损伤识别中的应用,并以一个钢筋框架模型为对象进行模态分析与实验研究;(3)利用大型有限元分析软件ANSYS对一个7层框架(如果加上地下室、机房层,共9层)建筑结构进行建模与分析;(4)概括地震响应分析的理论方法,并对本文中的工程实例进行地震响应分析;(5)通过调整弹性模量等参数研究框架结构损伤后的模态参数变化规律。(6)结论与展望。