基于小波包能量譜天水古民居木結構的損傷識別

王 鑫，楊 帆，呂向明

（天水師范學院 土木工程學院，甘肅 天水 741001）

天水古民居是天水歷史文化名城的重要標志，是中國西北地區現存規模較大和保存較好的明清時期居民院落群。南喜濤[1]淺談了天水民居的門文化，論述了天水民居單體門的建筑造型和細部裝飾。胡氏古民居是天水市明代民居建筑的代表，由南、北宅子隔街相望的建筑群組成。北宅子中院主廳樓是北宅子的核心，呈長方形，坐北向南，開間五間20.05米，進深三間14.41米，屋脊高11.4米，是二層樓閣硬山頂的磚木結構形式，圖1為北宅子中院主廳樓立面圖。

圖1 北宅子中院主廳樓立面圖

北宅子中院主廳樓位于甘肅省天水市秦州區民主西路，距交通干道20米遠，5·12汶川地震后結構嚴重受損。近年來天水市地面交通持續增多，地面交通持續振動使結構發生疲勞損傷、榫卯出現松動，安全受到嚴重威脅，因此需要監測和評定其安全狀況，及時修復和控制結構存在的損傷。

模態參數不能準確識別結構存在的損傷，大多數分析由瞬態信號通過傅立葉變換得到結構的模態參數，[2,3]其最大缺陷就是對高頻模態部分分析不足。小波分析由檢查不同放大倍數的變化角度研究信號發生的變化，其缺點是高頻段分辨率較差。小波包變換克服其缺點，對多分辨分析沒有細分的高頻部分進行分解，提高時-頻分辨率，因而小波包在土木工程領域應用更加廣泛。

近年來，國內外專家對小波包分析進行了大量研究，取得一定的研究成果?！?br>