基于影响线二阶导数的结构损伤识别方法研究.pdf

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1、第33卷第2期2017年4月公路交通技术TechnologyofHighwayandTransportV01．33No．2Apr．2017DOI：10．13607／j．cnki．gljt．2017．02．012基于影响线二阶导数的结构损伤识别方法研究蔡建伟1，王艳丽2，廖敬波3，唐光武3(1．云南小龙高速公路建设指挥部，昆明650000；2．云南公投建设集团有限公司，昆明650000；3．桥梁工程结构动力学国家重点实验室，重庆400067)摘要：提出建立基于位移影响线的简支梁结构损伤识别方法。该方法应用力学公式对

2、损伤前后钢筋混凝土简支梁模型进行数值分析计算，得到位移影响线及其1、2阶导数，据此对损伤前后简支梁进行损伤位置及损伤程度的判别，模拟计算证明采用该方法进行结构损伤识别具有有效性。另外，应用位移影响线对一座简支T梁刚度变化状况进行识别，进一步证明采用位移影响线对结构刚度变化进行识别的可行性。关键词：挠度；影响线；2阶；损伤识别文章编号：1009—6477(2017)02—0051—04中图分类号：U448．21+7文献标识码：AResearchonStructuralDamageSecondDerivativeId

3、entifiCatiOnMethodBasedonoflnfluenceLineCAIJianweil，WANGYanli2，LIAOJingb03，TANGGuangwu3Abstract：Thispaperproposedtoestablishamethodforstructuraldamageidentificationofsimplysupportedbeambasedondisplacementinfluenceline．Thismethodusesthemechanicalformulatocalcu

4、lateandanalyzethereinforcedconcretesimplysupportedbeammodelbeforeandafterthedamage，andobtainthedisplacementinfluencelineandits1stand2ndderivatives．SOtodeterminethedamagepositionanddamagedegreeofthesimplysupportedbeambeforeandafterdamage．Thesimulationresultssh

5、owthatthemethodiseffectiveinstructuraldamageidentification．Besides，theinfluencelineisappliedtoidentifyrigidityvariationsituationofasimplysuppoaedbeam，tofurtherdemonstratethefeasibilityofidentifystructuralrigidityvariationbydisplacementinfluenceline．Keywords：d

6、eflection；influenceline；2ndorder；damageidentification与一般结构力学概念不同，当结构上作用有与轴线方向垂直、沿跨度移动的单位荷载时，用以表示确定的截面或位置上某一特定受力效果(内力、位移或支座反力)变化规律的函数图形(曲线)称为该结构在荷载作用下某一截面特定受力效果的影响线(简称影响线)，其是通过移动荷载的作用得出的¨。2o。在桥梁承载能力评定中，结构位移(挠度)和应变是常用的检测参数。结构影响线本身包含较多的结构信息，其在桥梁评估中得到应用。本文研究根据结构影

7、响线及其导数信息来识别构件缺陷和位置的方法。1损伤识别参数选取在外部荷载和长期环境的作用下，结构会产生不同类型缺陷(裂缝、破损和强度降低)，这些缺陷统称结构损伤。定义损伤变量可使用结构损伤前后的有效截面面积。假设损伤前结构面积为A，结构损伤后截面有效面积降低为A，则损伤变量D计算公式如下：nA—AD2丁(1)上式中，D=0表示结构完好无损；D<1表示结构产生不同程度的损伤，该值越小表示损伤程度越大。基金项目：重庆市科技人才培养计划资助项目(cstc2014kjrc—qnrc30003)收稿日期：2016—11—1

8、4作者简介：蔡建伟(1977一)，男，云南省石屏县人，本科，工程师。52公路交通技术第33卷结构损伤可导致有效截面面积减小，在外部荷载不变的情况下，结构应力会随之变大。结构有效应力张量可用下式计算：—。PO'／j盯d2百2而(2)盯Ⅱ=P／A(3)式中：孑ii为结构有效应力张量；P为结构受到的内力；盯i伪结构的名义应力。由应变等效原理可知，损伤材料(D≠0)在有效应力作用