[发明专利]一种基于简化悬臂梁的建筑物损伤评估方法

权利要求书

1.一种基于简化悬臂梁的建筑物损伤评估方法，具体包括如下步骤：

(1)在框架结构楼层所在位置沿竖向均匀布置传感器5个或以上，传感器竖向连线应垂直于建筑物楼面，所述的框架结构楼层使用12层钢筋混凝土标准框架，12层钢筋混凝土标准框架的模型比为1/10，材质为微粒混凝土和镀锌铁丝，微粒混凝土以较大粒径的砂砾为粗骨料，以较小粒径的砂砾为细骨料，梁、柱、板的尺寸由实际高层框架结构的尺寸按相似关系折算；

(2)实测出现工况时的传感器信号；将传感器收集的实测数据输入计算机系统进行处理；

(3)利用计算机系统对实测数据进行频响函数分析，得出结构的某一阶频率和对应模态的动力参数；

(4)利用计算机系统将实测结构模型简化为悬臂梁模型；

(5)以步骤(3)中分析的动力参数数据为基础，导入步骤(4)的悬臂梁模型中，利用改进的直接刚度法评估数据，得出结构各单元的弯曲刚度；

(6)利用步骤(5)中分析得出的结构单元弯曲刚度，对结构损伤进行评定，得出检测鉴定结论，具体损伤评定方式如下：

1)利用D值法，将12层框架在工具箱中简化为悬臂梁基准模型，层间集中质量平均分布在竖向各单元上，每层单元的刚度取值参考材料基本特性及几何模型；

2)基于试验的实测数据，对试验中传感器振动方向的各地震波下记录的输入输出信息进行频响函数分析，得出每个地震波工况下的结构一阶频率及其对应的沿竖向模态，未布置传感器的楼层取上下楼层模态数据的平均值；

3)将各对应地震波工况下实测数据计算的频率和模态，导入计算机系统利用改进的直接刚度法计算出各工况下的结构每层对应节点的弯曲刚度，即各楼层刚度；

4)根据试验现象，以结构第一次开裂前的8次工况下为无损状态，通过结构前8次工况下计算出的结构基频及楼层刚度进行对比分析，以前8次工况下的均值作为基准的无损刚度值，进一步计算出对应的SVI指标；

5)与SVI指标的损伤比对判别指标，其计算公式如下：

其中为实测的模态，为假定第j单元位置损伤一定程度{δD_j}后预测的模态，MDLAC指标值应取0～1之间，等于1表明预测模态和实测模态完全一致。

2.根据权利要求1所述的一种基于简化悬臂梁的建筑物损伤评估方法，其特征在于，所述步骤(4)的具体转化方式如下：

1)根据D值法确定各层柱的侧移刚度，考虑柱端的约束条件的影响，修正后的柱侧移刚度D用下式计算：

式中，α为考虑梁、柱线刚度比值对柱侧向刚度影响的调整系数；i_c为柱线刚度；h为层高；

2)求出了D值以后，就可以求出每楼层的总刚度，悬臂梁模型单元按层高划分，各单元的刚度即为各楼层总刚度，进而形成简化的悬臂梁模型。