[發明專利]焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法

有效

• 申請號: 201811138851.7
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109506965B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 劉暉;黎世源;郭佳凡;陳世超;申韶丁;雷電;倪新舟;胡馨瑩;王雪亮;周強;籍步榮;王錢;王倩;朱勝男;查啟斌
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

本發明提供了一種焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷法，其特征在于包括以下步驟：首先根據結構加速度響應的小波分析或功率譜密度靈敏度分析，將結構劃分成若干個子區域，識別有節點焊縫損傷的子區域；然后在有節點焊縫損傷的子區域內判斷出節點的損傷位置并評定損傷程度。本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種焊接空間網架結構節點焊縫損傷診斷方法，使得損傷定位和損傷程度評定就變得簡單易行。

技術領域

本發明屬于結構工程技術領域，具體涉及一種焊接空間網架結構節點焊縫損傷診斷方法。

背景技術

焊接空間網架結構多用于展覽館、體育館、劇院等，是一類應用非常廣泛的土木工程結構。由于此類結構多用于人員密集的公共場所，往往是一個城市的標志性建筑，因此它們一旦發生工程事故就會造成巨大的經濟損失和極壞的社會影響。

空間網架結構是由桿件通過節點，按照一定規律組成的網狀空間桿系結構，由圓鋼管與焊接空心球節點連接成整體結構。風荷載是此類結構的主要設計荷載，風災發生十分頻繁，在風荷載的作用下，結構難免會發生損傷和破壞，降低結構在服役期間的安全性。國內外曾發生多起此類結構的風致破壞案例。如2008 年，北京郵電大學體育館屋頂被風破壞；2010年，北京首都機場T3航站樓屋頂被風破壞等。這些結構受損破壞除了造成本身的直接經濟損失外，還影響它們的使用功能，造成停產、停運等間接經濟損失。如果能夠對大跨焊接空間網架結構進行風致損傷診斷，使得結構一旦有損傷發生就能及時發現，并能定位損傷和確定損傷程度，通知用戶，以采取合理措施，進行及時修復，避免因結構損傷累積引起承載力的降低，防止結構破壞或降低結構破壞的概率，這對保證大跨焊接空間結構的使用安全十分重要。

焊接空間網架結構的節點截面形狀復雜，應力集中，且又有偏心。再加上制造、安裝和使用中出現的各種質量問題。使得此類結構最主要的損傷形式是焊接節點損傷。在結構使用期間，節點易發生焊縫拉裂損傷，繼而對整個結構安全造成巨大威脅。由于結構受到一定程度的破損后會改變其動力特性。因此，分析結構的動力反應可以在一定程度上了解結構的動力特性及其使用狀況，從而對結構損傷進行評判。可以說基于結構動力特性檢測的損傷診斷方法應該是可行和有效的，因此，常規結構損傷診斷方法大都建立在識別結構動力特性的基礎上。但是大跨空間結構的剛度比較復雜，此類結構自振頻率往往非常密集，當結構中多個構件損傷甚至完全失去承載能力時，對結構自振頻率影響非常小，因此，焊接空間結構的動力特性對結構損傷并不十分敏感，使得利用基于結構動力特性分析方法診斷此類結構損傷非常困難。對于大跨焊接空間結構來說，它的節點損傷主要表現形式是節點處焊縫裂紋擴展。雖然應變模態分析法已經被應用于鋼結構的這種局部損傷，但大跨空間結構在損傷前的受力情況十分復雜，在不同風速風向的風荷載工況中易損傷部位的應變模態是不同的，因此難以確定損傷前后的應變模態差。即使常規方法能夠對大跨焊接空間結構節點損傷進行診斷，對具有節點桿件眾多的大跨焊接空間結構來說，需要布置大量的傳感器，以獲得結構的響應信息，這在工程實際中也是難以實現的。

綜上所述，焊接空間網架結構在風荷載作用下，難免會發生損傷及破壞，這些損傷和破壞不能及時發現，就會危及結構的使用安全。因此，對空間網架結構進行損傷診斷，及時發現并修復損傷，對保障此類結構在使用期間的安全有著十分重要的意義。由于空間網架結構節點、桿件眾多，受力十分復雜，依靠常規損傷診斷方法在工程上難以實現。如何設計一種簡單易行的損傷診斷方法是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種焊接空間網架結構節點焊縫損傷診斷方法，使得損傷定位和損傷程度評定就變得簡單易行。

一種焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于包括以下步驟：首先根據結構加速度響應小波分析或功率譜密度靈敏度分析，將結構劃分成若干個子區域，識別有節點焊縫損傷的子區域；然后在有節點焊縫損傷子區域內判斷出節點的損傷位置并評定損傷程度；

所述的焊接空間網架結構節點焊縫損傷分步診斷方法，其特征在于包括以下步驟：