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Output-only identification of the modal and physical properties of structures using free vibration response

Earthquake Engineering and Engineering Vibration 2016年第3期15卷 575-589页

作者： Carlos A.Gaviria Luis A.Montejo Civil Engineering Program Facultad de Estudios a DistanciaUniversidad Militar Nueva GranadaColombia Department of Civil Engineering and Surveying University of Puerto Rico at MayaguezMayaguezPR 00681-9000Puerto Rico) Department of Engineering Science and Materials University of Puerto Rico at MayaguezMayaguezPR 00681-9000Puerto Rico

The viability of a complete structural characterization of civil structures is explored and discussed. In particular, the identification of modal （i.e. natural frequencies, damping ratios and modal shapes） and physical properties （i.e. mass and stiffness） using only the structure＇s free decay response is studied. To accomplish this, modal analysis from flee vibration response only （MAFVRO） and mass modification （MM） methodologies are engaged along with Wavelet based techniques for optimal signal processing and modal reconstruction. The methodologies are evaluated using simulated and experimental data. The simulated data are extracted from a simple elastic model of a 5 story shear building and from a more realistic nonlinear model of a RC frame structure. The experimental data are gathered from shake table test of a 2-story scaled shear building. Guidelines for the reconstruction procedure from the data are proposed as the quality of the identified properties is shown to be governed by adequate selection of the frequency bands and optimal modal shape reconstruction. Moreover, in cases where the structure has undergone damage, the proposed identification scheme can also be applied for preliminary assessment of structural health.

关键词： mass modification method output-only modal analysis time-frequency analysis continuous waveletstransform Hilbert transform damping

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