考虑转动自由度影响的格构式塔架风致响应及风荷载识别研究

来源：振动与冲击杂志2024年第22期北京时间：

作者：张庆，付兴fuxing@dlut，江文强

单位：1.华北电力大学河北省电力机械装备健康维护与失效预防重点实验室，河北保定071003;2.大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁大连116023

摘要：格构式塔架在基础设施中有着广泛应用，风荷载及风致响应的获取对评估格构式塔架的健康状态具有重要意义，但风荷载难以直接测量，通过容易测量的响应间接重构他们成为解决该问题的途径之一。经典的风荷载识别方法没有考虑转动的影响，导致识别结果不准确。本文在监测数据已知的前提下，提出了一种考虑转动自由度影响的风荷载识别方法，首先由应变响应重构出动态位移和模态信息，然后使用卡尔曼滤波算法计算出速度响应和模态风荷载，最后建立包含转动自由度影响的质量矩阵，并识别出结构所受风荷载。格构式塔架数值模拟证明，该方法重构的风荷载在时域和频域均和理论值高度符合，最高测点处均值和均方根误差不超过7%。54.5 m高的足尺塔实验进一步表明，所提方法用于实际结构的重构误差一般在10%以内。<br>

关键词：格构式塔架；风荷载；简化力学模型；卡尔曼滤波；足尺试验