基于AQSSE方法的基礎隔震結構損傷識別

穆騰飛 周 麗 尹 強

(南京航空航天大學機械結構力學及控制國家重點實驗室，南京210016)

基礎隔震技術能有效地減小地震、臺風等自然災害對建筑物的損傷，近年來在國內外得到了廣泛的應用［1－2］.然而，對基礎隔震結構進行快速有效的在線狀態診斷仍是一項工程上有待解決的問題，尤其在災害事件發生后，有能力立即對結構的健康狀態做出精確評估，將能保證土木工程基礎設施的安全運行，減少災難事故的發生.

損傷識別是結構健康監測領域中一項重要的工作.近年來，基于結構振動數據的時域損傷識別方法已經受到了廣泛關注，如最小二乘法(LSE，Least Square Estimation)［3］、廣義卡爾曼濾波法(EKF，Extended Kalman Filter)［4－5］和序貫非線性最小二乘法(SNLSE，Sequential Nonlinear Least Square Estimation)［6］等.然而，LSE 法在實際應用中需要的速度和位移通常由加速度數據積分獲得，會導致數據漂移;EKF法則會因初始參數設置不合理而造成發散;在SNLSE中，由于Newmark-β技術的使用，狀態向量的估計結果受采樣頻率影響較大，使該方法在工程應用中受到一定限制.為消除以上不足及實現損傷追蹤，近期，文獻［7－8］發展了創新的自適應二次誤差平方和方法(AQSSE，Adaptive Quadratic Sum-Squares Error)，并進行了仿真研究，表明該方法在結構參數辨識和損傷監測中的有效性.

本項研究采用Bouc-Wen模型描述基礎隔震結構的非線性動力學特性［9－10］，并根據前期相關實驗研究所取得的參考值簡化遲滯模型［11－12］.對基礎隔震結構進行振動實驗，實驗過程中采用一套剛度元件裝置在線模擬結構損傷，測量模型加速度響應……