无粘结预应力钢筋混凝土梁的静动力实验研究及刚度识别

《无粘结预应力钢筋混凝土梁的静动力实验研究及刚度识别》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、振动与冲击第27卷第1期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.27No.12008无粘结预应力钢筋混凝土梁的静动力实验研究及刚度识别112易伟建,周云,曹冰(1.湖南大学土木工程学院,长沙410082;2.北京市建筑工程研究院,北京100039)摘要:对一实验室中无粘结预应力混凝土梁进行了静动力实验研究,得到了三种不同工况下的静力测试结果以及前8阶模态测试结果。对传统的简单遗传算法进行了改进,融合了模拟退火技术的思想,建立了遗传退火算法的串行结构,提高了遗传算法的全局搜索能力。利用遗传退火混合算法,基于梁的前

2、8阶模态值对梁的基线模型进行了识别,并识别了各损伤工况下梁刚度的动力损伤系数。利用静力荷载挠度关系对各阶段梁静力刚度损伤系数进行了研究。比较了无粘结预应力混凝土梁动静刚度之间的规律。关键词:预应力混凝土梁;遗传退火混合算法;损伤诊断;刚度识别+中图分类号:TU317.1文献标识码:A预应力混凝土梁在桥梁、房屋中大量地被利用,在修正的损伤区域和损伤系数识别,比较了动-静力方各种荷载、温度、锈蚀、冻融循环等条件下,容易产生损法识别无粘结预应力混凝土梁刚度的差别。伤开裂。传统的损伤检测方法包括目测、超声、红外1无粘结预应力混凝土梁静动力

3、实验研究线、X光等等,而利用动力的方法对预应力梁结构进行损伤诊断则更加方便快捷,国外有许多学者进行了该1.1无粘结预应力混凝土梁静载实验研究[1]问题的研究。Saiidi等用振动测试方法研究了预应本文研究对象为实验室条件下无粘结部分预应力力与特征频率的关系,提出了预应力混凝土梁中有效混凝土简支梁,记为PC-1。构件设计参照《混凝土结[2,3]刚度的概念。Ren等利用模态特性的改变来识别构设计规范》(GB50010-2002)。混凝土设计强度等损伤,基于模态频率和振型的改变,提出了两点加载的级为C40,水泥采用525#普通硅酸盐水泥

4、,纵向非预应[4]梯形损伤分布图进行损伤程度判别。Xia等对一钢力钢筋为HRB335级钢筋,箍筋为HPB235级钢筋,综筋混凝土梁板结构进行动力测试,基于灵敏度分析的合配筋指标为0.27,试验构件材料实测值如表1所示。模型修正的技术得到损伤结构的损伤程度、残余刚度、无粘结预应力筋采用Фs15钢铰线,施工时将无粘结预[5]承载能力。Unger等使用迭代的灵敏度算法求解优应力筋准确定位,并与普通钢筋一起绑扎形成钢筋骨[6]架;放入钢模就位浇捣混凝土;养护28天待混凝土达化问题,利用模态曲率来分析其影响。Unger等进行了预应力混凝土梁

5、的静动力实验研究,引入损伤函数到预期强度后,两端穿入压力传感器及锚具,利用构件图进行了在每级载荷下的损伤判别。利用小波变换得本身作为受力台座进行张拉(一端锚固一端张拉)。采到梁的非线性特征。用I类锚具。采用OVM夹片锚具,由夹片、锚板、锚垫[7]板及网格钢筋等组成。利用双作用千斤顶进行张拉预Friswell等较早地利用遗传算法处理损伤诊断应力为280kN。问题,结合特征值灵敏度方法进行局部损伤程度搜索。[8]表1试验构件实测材料参数表易伟建等为了让遗传算法更适用于结构工程损伤诊材料参数数值材料参数数值断领域,提出了多父体变量级杂交

6、和变量微调等新的22[9]fcu,k(N/mm)38σpe(N/mm)848改进策略,并运用于固端梁的损伤诊断。Levin等比422Ec(10mm3.21fy(N/mm)380较了模拟退火算法和遗传算法在模型修正中的应用,22f(N/mm)1860f(N/mm)345ptkyv提出了一种不同的模拟退火算法用来寻找最有效的可能解。试验装置及仪表布置如图1所示。电阻应变片及本文对实验室条件下的无粘结预应力混凝土梁进百分表位置如图所示。用千斤顶加载,用1.5m分配梁行静动力实验研究,得到了各种不同的损伤工况。基将千斤顶施加的荷载平均分配

7、到试验梁,百分表、应变于混合遗传算法对损伤后的各种工况进行了基于模型片分别记录下各级荷载下的挠度、应变。为了减小在振动测试过程中试验台座的影响,分别在试验梁与铰基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:50678064),湖南省科技支座、铰支座与刚性台座、刚性台座与地槽的接触面用厅科技计划重点项目(06FJ3003)高强度水泥砂浆粘结,两个支座钢板与滚轴的接触面收稿日期:2007-04-19修改稿收到日期:2007-06-13上涂抹黄油。第一作者易伟建男,教授,博士生导师,1954年6月生72振动与冲击2008年第27卷最终被压碎

8、,随荷载的增加,钢材出现较大的塑性伸长,关键截面的中性轴向受压区逐渐上升,形成集中的塑性变形区域,而其它截面裂缝开展缓慢,挠度激增,具有“塑性破坏”的特征。自第一批裂缝在跨中区域最薄弱截面出现后,随着荷载的增加,损伤程度的加剧,裂缝逐个出现。裂缝间