考虑屋面覆盖影响的大型空间结构有限元模型修正与健康监测

项目名称： 考虑屋面覆盖影响的大型空间结构有限元模型修正与健康监测

项目编号： No.51278009

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 建筑科学

项目作者： 吴金志

作者单位： 北京工业大学

项目金额： 81万元

中文摘要： 结合目前正在进行的深圳大运会体育中心体育场的健康监测，本课题将以理论分析、数值模拟、模型试验和现场实测相结合的方式，进行考虑节点构造以及屋面覆盖影响的基于多尺度建模的大型空间结构有限元模型修正和健康监测技术研究。首先，针对目前大型空间结构工程的屋面覆盖及次结构的构件截面很大并必将对整体结构受力性能带来影响这一现状，基于局部精细化的多尺度建模方法，研究节点及屋面覆盖形式对结构静动力性能的影响，建立更符合实际情况的结构分析模型。在此基础上，基于实测静动力参数，进行具有众多杆件的大型空间结构有限元模型修正技术研究，包括适于大型空间结构的传感器数量确定原则和优化布置研究、结构模态参数识别以及基于实测数据的结构模型修正和确认方法研究。最后，基于修正的有限元模型，利用长期监测的静动力数据进行损伤识别，进而对其健康状况进行评定。研究成果将为目前大量应用的大型空间结构的健康监测奠定一定的理论和实践基础。

中文关键词： 空间结构；结构健康监测；模态分析；模型修正；屋面覆盖

英文摘要： Based on the structural health monitoring of the Stadium of Shenzhen Summer Universiade Sports Center, this project is to study on the large spatial structural FE model updating and health monitoring technology based on multi-scale modelling method considering the effects of joints and roof coverings. It will be realized by the methods of theoretical analysis, numerical simulation, model experiment, as well as the field measurement. First of all, the effects of the joints and the roof coverings to the performance of the whole structure will be studied based on multi-scale modelling method, and the refined basic model of the structure will be obtained, which is a more practical model of the real structure. Secondly, the refined model will be updated based on the tested static and dynamic parameters. In this process, the number and the placement of the sensors, modal parameter identification should be studied, and the updated model should be viladated. And last, based on the long term monitoring data, the condition assessment of the whole structure will be carried out. The results of these study will establish a good foundation for the structural health monitoring of large-scale spatial structures.

英文关键词： spatial structures；structural health monitoring；modal analysis；model updating；roof coverings