基于粒子群算法的网架结构健康监测传感器优化布置研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vovoyoo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大跨度空间网架结构形式比较复杂,结构的跨度一般较大,常用在标志性和公共建筑中。网架结构可能会在施工过程、正常使用期间造成不可避免的损伤,当结构损伤未能被及时发现时,随时可能导致工程事故的发生。工程事故不仅会造成财产损失和人身伤害,还会给国家和社会带来不可估量的损失。因此,我们需要采取措施对重要的大型建筑、人流密集的公共建筑等进行健康监测,实时监控建筑物的健康状态,来减少由于结构的损伤累积等原因,造成结构破坏导致的事故。本文以空间网架结构为研究背景,研究结构健康监测中的传感器优化布置问题。通过研究优化布置准则和优化计算方法,选用改进的粒子群优化算法作为计算方法,改进后的算法具有效率高、精度高等优点。通过编写相应的优化算法程序,对网架结构中加速度传感器的数目和位置进行优化研究。在对空间网架试验模型进行传感器的数目优化时,首先采用基于Fisher信息矩阵2-范数法,选取了网架结构竖向振动的目标模态数目;其次以结构应变能为参考指标,在目标模态范围内,确定了网架结构的竖向监控振型阶数;最后采用MAC优化准则,确定了需要布置的传感器的数目。在对空间网架试验模型进行传感器的位置优化时,采用基于模态置信准则的适应度函数和基于模态变形能的适应度函数分别进行优化计算,对提出的基于模态变形能的适应度函数中刚度影响系数进行了改进分析,通过编写的算法程序进行计算,并对两种优化结果进行了评价。评价结果表明本文提出的第二种适应度函数的优化结果优于第一种适应度函数的优化结果,同时也证明了最终优化的结果准确可靠。传感器的优化是之后结构健康监测的基础,具有重要的实际工程意义。同时也为解决复杂的优化问题提供了依据,尤其适用于节点很多的大跨度空间结构中传感器的优化布置问题。
其他文献
随着水体富营养化问题的日益突出、水质指标体系不断严格,废水脱氮问题成为了水污染控制中的热点。传统多级分设备的生物脱氮工艺在废水脱氮方面应用广泛,但存在着硝化细菌易流
无比钢龙骨体系是一种新型的冷弯薄壁型钢体系,具有标准化程度高、空间布置灵活、抗震性能好、可工业化生产、建设周期短、环保和节能等特点,近20年来在北美等地得到了广泛的
饮用水消毒可保障饮用水的生物安全性,然而消毒工艺在杀灭水中病原微生物的同时,水中有机物和消毒剂的反应会导致消毒副产物的生成。消毒副产物是对人体有致癌性、致畸性和致
大跨度屋盖结构由于具有优美的外形和能提供尽可能大的无内柱空间等特点,近年来被广泛地应用于机场、体育馆等大型公共建筑中,随着大跨度屋盖结构向着长大化和轻质化方向发展
砌体结构仍为新建建筑必要的结构体系,且在既有结构中占有较大比例。由于自身特性的局限性,导致了其在历次地震中受损严重。汶川震害现象表明:一方面,我国现有的砌体结构设计
本文提出了将开缝组合钢板墙应用于多层及高层结构体系的耗能减震设计方法。基于开缝墙自身的设计参数和特性,结合已有的多层剪切型结构减震设计方法,重点研究了以弯曲变形为主
三峡工程举世瞩目,是跨世纪的特大型水利枢纽工程,具有航运、防洪和发电等多重功能,在给我国带来巨大经济效益的同时,也将极大改变长江三峡区域的生态环境,并将对长江流域的生态环
耗能减震技术在结构振动控制领域有着广泛的应用,相比传统抗震技术,该技术显著地提高了工程结构抵御地震灾害的能力。在黏滞阻尼器耗能减震结构设计过程中,一般使用应变能法
在城市化进程的不断推进下,复杂高层建筑结构愈加成为城市建筑的流行趋势,其中大底盘多塔连体高层建筑结构以其形式丰富,功能多样而倍受青睐。但是,由于复杂高层建筑结构受力