基于小波包变换的框架剪力墙结构健康监测研究

刘洋; 刘冲; 王丽霞

doi:10.13204/j.gyjzG22071916

基于小波包变换的框架剪力墙结构健康监测研究

doi: 10.13204/j.gyjzG22071916

刘洋^1,2,
刘冲^1,2, ,,
王丽霞³

1. 中交第一航务工程局有限公司, 天津 300450;
2. 中交一航局第四工程有限公司, 南昌 330000;
3. 天津城建大学, 天津 300380

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金项目（11801400）。

详细信息

作者简介:
刘洋,男,1980年出生,硕士,高级工程师。

通讯作者:
刘冲,530377239@qq.com。

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出版历程
- 收稿日期: 2022-07-19
- 网络出版日期: 2023-03-22

Research on Health Monitoring of Frame Shear Wall Structures Based on Wavelet Packet Transform

LIU Yang^1,2,
LIU Chong^{1,2
, ,},
WANG Lixia³

1. CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd., Tianjin 300450, China;
2. CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd. Branch Fourth, Nanchang 330000, China;
3. Tianjin Chengjian University, Tianjin 300380, China

摘要

摘要: 为了及时发现住宅楼房中业主私自改造楼房所造成的承重墙结构损伤，提出了一种使用基于小波包变换对楼房结构进行健康监测的方法。使用ANSYS有限元软件建立框架剪力墙结构的计算模型，模拟多种损伤工况，计算结构上测点的加速度响应，使用MATLAB软件对测点响应信号进行小波包变换和小波包能量计算，最后通过损伤指标DDE（小波包曲率能量标准偏差）进行损伤识别。结果表明：使用小波包能量变换结合损伤指标DDE的损伤识别方法能够有效监测框架剪力墙的结构损伤，该方法能够在承重墙结构被破坏时及时获得损伤监测结果，配合预警和报警设备使用将有更好的防治效果。
- 剪力墙 /
- 健康监测 /
- 小波包 /
- 小波包能量 /
- 有限元
Abstract: To discover the damages to load-bearing wall structures caused by property owners' unauthorized reconstruction in residential buildings in a timely manner, this paper proposed a health monitoring method based on wavelet packet transform for building structures. The finite-element software ANSYS was used to build a calculation model for frame shear wall structures. Various damage conditions were simulated, and the acceleration responses at the measuring points on the structure were calculated. Furthermore, the software MATLAB was employed for the wavelet packet transform of the response signals at the measuring points and the calculation of the wavelet packet energy. Finally, the damage index DDE (curvature of the standard deviation of wavelet packet energy) was used for damage identification. The results show that the damage identification method combining wavelet packet energy and transform with damage index DDE can effectively monitor the damages to frame shear wall structures. The method can obtain damage monitoring results timely when a load-bearing wall structure is damaged, and better prevention and control effects can be achieved when the method is supported by early warning and alarm equipment.
- shear wall /
- health monitoring /
- wavelet packet /
- wavelet packet energy /
- finite element

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