钢筋混凝土梁的损伤识别方法研究

第 卷 第 期 叩马年 月 昆 明 理 工 大 学 学 报 理 工 版 , 夕 钢筋混凝土梁的损伤识别 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 研究 常 军 , 白 羽 昆明理工大学 建筑工程学院 , 云南 昆明 摘要 介绍 了一种利用动力 实验检测桥梁破损的方 法 该方法首先建立 了钢筋混凝土梁的有限 元计算模型 , 用 以计算正常情况下 梁的动力特性 其次通过在现场布拾振设备 , 采集实验数据 , 利 用模态 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 技术 , 获得病 害桥墩的 自振特性 再次 , 将无损模型分段 , 假设各段破损计算出 自振特 性 然后 与 实测结果比较 , 判断 出损伤位置 根据 系统动 力方程 , 推导了破损 因子 通过计算该 因 子 , 可以判断桥墩的破损位置和破损程度 , 最后 , 作者介绍 了一个识别例子 关键词 钢筋混凝土梁 损伤识别 应 变摸态 中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一 , , 盯 , 咫 , , , 一 印 , , , , 罗 呱 铭 引 言 结构检测方法有动力法和静力法 由于动力损伤诊断方法相对于传统的损伤检测方法 目测及外观检 查 、无破损或半破损试验 、现场荷载试验等 而言可以从总体上把握结构的状态 , 测试所需加载设备简便 、 测试速度快 、对构件不造成新的损伤 、动力诊断测试可 以和静力数据形成阶段性对应关系等优点 , 越来越 多的学者及工程人员致力于桥梁动力损伤诊断技术的研究 早期被用做损伤识别指标的振动模态参数 如固有频率 、阻尼 比和模态振型 对混凝土的破坏反应不 明显 , 而且无法准确定位损伤 , 已较少被采用 应力应变参数对损伤的出现 、位置和大小则敏感得多 , 年以来逐渐受到重视 对于现场应变测量 , 传统电阻应变片会受到一定制约 例如 构件具有局部应力集中 , 稍远区域应力恢 复正常的特点 只能作点式测量的应变片需要预知损伤部位才能检测损伤 , 在大型结构上很不方便 , 其蠕 变 、老化及温度变化也会影响长期检测的可靠性 用分布式光纤应变计可以直接检测光纤布置区域内任一 点的应力应变变化 , 避免了应变片单点测量的局限性 但迄今为止 , 由于维护困难 、测试系统复杂等原因 , 使用范围受到限制 收稿 日期 〕一 一 基金项目 云南省 自然科学基金项 目 项 目编号 第一作者简介 常军 一 , 男 , 在读研究生 主要研究方向 结构损伤检测与可靠度 昆 明 理 工 大 学 学 报 理 工 版 第 卷 这里主要研究钢筋混凝土梁的损伤检测方法 梁式结构主要承受径向载荷 , 以弯曲为主要变形形式 , 是桥梁中最为常见的结构形式 本文介绍了通过振动位移测量评估梁式结构应变模态的一种新方法 通过 数值仿真揭示了以应变模态参数进行损伤识别的性能 , 对测量实际桥梁应变模态的手段及 尚存问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 进行 了讨论 结构损伤原理 结构损伤主要包括结构刚度的降低和质量的变化一般可表示为 、刀、,有了‘、 了、凡 乙 呱 二 十 乙 式中 。 , 。为未损伤结构的刚度 、质量矩阵 , 凡 , 屿 为有损结构的刚度 、 质量矩阵 , 乙 , △ 为由于 损伤所引起的结构刚度 、质量矩阵的变化 由于实际的损伤一般不引起结构质量变化 , 因此结构损伤检测 的重点是研究结构刚度的降低 在建立模型时可以刚度降低来模拟损伤 应变模态与曲率模态 应变是位移的一阶导数 对应于每一阶位移模态 , 则必有其对应的固有应变分布状态 , 这种与位移模 态相对应的固有应变分布状态称之为应变模态 和位移模态一样 , 应变模态反映了结构的固有特征 曲率 模态测量是一种用位移测量间接检测应力应变 , 避免应变片测量局限性的方法 由材料力学给出的直梁弯 曲静力关系 截面处梁的曲率半 二几一 一一一伽 式中下标 指截面位置 , 。 截面处的弯矩 , , 是 截面处梁的抗弯刚度 外 为 径 , 舰 为曲率 曲率土 由直梁弯曲的变形近似方程可得 尸 土 壁工 尸 一 式中 , 为沿直梁长度方向坐标 , 为梁弯曲挠度 式 在 个等距连续测点有 截面处写成差分方程 , 代人式 , 对沿梁的 少。 十 一 。 少。‘一 乙 一 式中 。 为 截面处梁的弯曲挠度 , 介 和 。 一 外 , 梁的弯曲变形和应变 相对应 , 应变可表示为 为其相邻的沿梁相距处的两个测点处梁的弯曲挠度 此 垫大︸了一 了 十 一 少。 一 乙一一一 一尸 一一一 式中 △为梁上测点离中性层的距离 式 表明梁的曲率模态直接和应变模态相联系 显然 , 在位移模态测量的基础上 , 由差分计算可得到曲率模态 , 继而评估梁的截面抗弯刚度变化 , 即可 以确定损伤 钢筋混凝土梁定位检测过程 根据 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 资料建立梁的有限元模型 , 称为原模型或未损模型 通过在现场布置拾振设备 采集实验数据 , 利用模态分析技术 , 获得病害结构的自振特性 将原模型进行分段 , 假设各段发生损坏的各种情况 , 计算出他们的指针特性 比较各段破坏的自振特性与病态结构的自振特性 , 找出最接近病态的那个 , 则损伤位置就在这一 段内 比较 自振特性是采用上面提出的曲率模态 , 具体做法 第 期 常 军 , 白 羽 钢筋混凝土梁的损伤识别方法研究 对于第 阶模态 , 第 段曲率模态的指标 红 ‘〔。 , , 二 」, 二 ‘。。 , , 二 〕, 一 口 几。。 · 〕 ·丁〔, ‘ · ,“ · 其中 鸣 二 为对于第 阶模态 , 二 点的曲率 , 可按下式近似计算 呜 二 十 一 二 二 一 一 乙 式中平方是为了消除掉正负号的影响 , 中‘ 二 和 。今 二 分别为假设损伤结构的曲率与病态结构 的曲率 为了更加精确 , 应多取几阶振型的 中 , 求平均值 , 一般取 阶 则 万 。 其中 为所取的振型阶数 为所分段落号 为振型 比较 匆, 最接近与 的即为损伤所属的段 算 例 有一跨度为 的钢筋混凝土简支梁 , 混凝土的弹性模量 耐 用 程序建立 两个模型 , 并将其分为 段 , 将其中一根梁用刚度折减模拟梁损坏 , 梁在 到 处的两个单元混凝 土弹性模量折减为无损伤梁的 对另一个模型分别假设各段破坏 , 取前 阶振型 计算结果如表 表 各段曲率模态指标 一段损伤 二段损伤 三段损伤 四段损伤 五段损伤 六段损伤 第一段 第二段 第三段 , , 第四段 第五段 人 一 第六段 科 从上表中不难看出 , 假设第二段破坏 , 所得的各段曲率指标都接近 , 其他情况都是至少有一段的曲 率指标距 甚远 所以 , 判断为第二段内有损伤 而实际上 , 也是对第二段中的 个单元受损进行弹性模量 折减 , 因此 , 可认为判断准确 结 论 采用有限元方法建立结构的模型 , 并通过应变模态 或曲率模态 可以检测钢筋混凝土梁的损伤位置 , 通过实例进一步证实了这种钢筋混凝土梁损伤识别法比较准确 , 可以应用 该方法也可作为检测大型结构 的方法 参考文献 」 , , 己 面 铭 〕 面 , , 一 儿 , , 。 沮 己 诚 〕 巧沉 , , 一 【 郝超 , 强士中 , 王朝晖 大型结构的安全检测系统【 〕国外桥梁 , 以叉〕, 一 【了姜海波 带边界条件的简文梁 、连续梁损伤识别 〔 〕湖南大学博土后出站报告 , 〔」张德文 , 魏阜旋 模型修正与破损诊断【 」北京 科学出版社 ,