基于H_∞理论的结构鲁棒性分析

作     者：张成 吴慧 高博青 董石麟 

作者机构：浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江财经学院工商管理学院浙江杭州310018 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2012年第33卷第5期

页      面：87-92页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51178414) 浙江省自然科学基金项目(Y1110438) 

主　　题：鲁棒性 H∞控制 承载力储备 冗余度 损伤 

摘      要：基于H∞理论,提出一种定量评价结构鲁棒性的新方法。采用状态空间模型描述结构系统,基于H∞最优,采用系统传递函数的H∞范数作为结构鲁棒性的定量评价指标。对线性系统,分离刚度矩阵的不确定性,给出了H∞结构鲁棒性指标的计算方法;对非线性系统,引入L2性能准则表达鲁棒性。通过单自由度体系和桁架结构,明确了鲁棒性指标的物理意义,分析影响结构鲁棒性的因素。结果表明:基于H∞理论的结构鲁棒性指标代表了结构稳态振动反应的最大振幅与干扰幅值之比,可以反映外部干扰和结构内部的不确定性与结构的响应是否成比例;提高结构整体承载力储备、耗能能力以及关键构件的冗余度可以增强结构的鲁棒性;且H∞鲁棒性指标对结构参数变化较为敏感。