钢筋混凝土构件损伤状态的声发射识别

为实现钢筋混凝土构件的损伤识别,利用声发射技术对钢筋混凝土梁进行了损伤监测研究。采用Hilbert-Huang变换对声发射信号进行了分析,利用经验模态分解(EMD)将信号分解为固有模态函数(IMF),得到Hilbert谱,反映信号时频特性。从IMF中提取声发射特征参数,即固有模态函数最大瞬时幅值和特征瞬时频率。通过参数与波形的混合分析,确定钢筋混凝土构件的损伤状态,获得结构加固修复和失效破坏的两个安全预警信号,为声发射技术应用于钢筋混凝土结构健康监测提供理论基础。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论：对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。     

基于声发射和分形的钢筋混凝土受剪梁损伤

通过5根不同剪跨比和不同配箍率的钢筋混凝土梁受剪破坏试验,运用声发射检测技术和分形理论对混凝土梁细观和宏观损伤演化过程进行研究.根据梁受剪破坏过程中产生的声发射信号的能量和振铃计数等参数以及裂纹分形特征,定量分析了混凝土梁受剪损伤演化过程.试验结果表明:声发射振铃计数和能量随损伤程度呈三阶段变化,累计振铃计数和累计能量...     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力控制过程

采用弹性理论方法,建立了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁在放张和承载后界面剪应力的理论计算模型。研究了界面间剪应力在预应力荷载和外荷载作用下的变化规律以及放张后碳纤维中的有效拉应力分布状况。本文的理论计算结果与试验结果吻合。最后得出结论:对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行初始张拉力控制时,应将放张后梁上缘产生的反拱应力、界面剪应力和承载后界面间剪应力增量三个因素放在一起综合考虑,才能使加固效率达到最高。     

基于BA-Elman算法的预应力钢筋混凝土梁损伤识别研究

为了准确识别预应力混凝土结构的损伤程度,制作预应力钢筋混凝土实验梁,进行三点弯曲加载实验,收集损伤全过程声发射(AE)信号.绘制声发射振铃计数与持续时间的特征参数关联分布图,以揭示梁的损伤演化过程.借鉴加卸载响应比理论进一步将梁的损伤破坏过程划分为4个典型阶段.构建Elman神经网络,基于Elman神经网络采用局部搜索算法,难以达到全局最优的缺点,提出用蝙蝠算法(BA)对其进行优化.设计BA-Elman神经网络模型训练识别试验梁各损伤阶段AE信号特征参数数据,准确率达到93%,相较于基础Elman神经网络准确率提高了6%左右.定型BA-Elman网络结构并识别同种工况下的其他梁AE信号,识别准确率达到92%左右.     

基于小波变换与BP神经网络的声发射信号识别

针对现有声发射信号识别参数分析法的不足,提出利用小波变换特征提取与BP神经网络结合的声发射信号识别方法。利用db2小波对声发射信号进行6层分解,将细节特征空间的能量作为声发射信号特征向量;结合声发射信号特点设计和训练BP神经网络,通过实验确定隐层神经元数;用BP和RBF神经网络分别对腐蚀、裂纹和冷凝声发射信号进行分类测试。实验结果表明,提取的声发射信号特征具有较好的区分性能,BP网络在识别声发射信号方面优于RBF网络,这对储油罐安全状况的定量分析具有一定意义。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力分析

混凝土结构加固技术一直是国内外研究的热点问题.近年来纤维增强复合材料被广泛应用于混凝土结构加固中.通过对预应力碳纤维(CFRP)布加固钢筋混凝土梁的受力过程进行分析,结合我国现行规范,假定加固梁的截面应变符合平截面假定,依据不同阶段的平衡方程、几何方程和物理方程,系统推导出每个阶段钢筋混凝土梁截面的弯矩-曲率关系式和抗弯承载力计算式.     

无粘结预应力劲性钢筋混凝土梁抗弯承载力的试验研究

通过对两根无粘结预应力劲性钢筋混凝土梁和一根劲性钢筋混凝土的试验，探讨了无粘线预应力劲性钢筋混凝土梁的抗弯工作性能，根据实验和理论分析，提出了无粘结预应力劲性钢筋混凝土梁抗弯承载力计算公式，公式计算值与试验结果符合较好。     

钢筋混凝土和预应力混凝土叠合梁的正截面承载力计算方法

基于现有试验研究资料,进一步分析了钢筋混凝土和预应力混凝土叠合梁的正截面受力性能,提出了其正截面超配筋界界限判别和正截面承载力计算方法,与普通钢筋混凝土和预应力混凝土梁相应计算形成统一理论体系。     

基于小波变换的金属材料声发射特性研究

以Q235-B碳钢和0Cr18Ni9不锈钢为研究对象,分别对其在塑性变形和裂纹扩展时产生的声发射信号进行检测,运用小波变换分析检测信号来研究材料的声发射特性。结果表明,碳钢产生声发射信号经db5小波6级分解后,d5级信号占的能量比例最大,其峰值对应频率基本在166-176kHz内,裂纹扩展时这一级信号所占能量比例较塑性变形时高;不锈钢产生声发射信号经同样变换后,d6级信号占的能量比例最大,其峰值对应频率基本在88-112kHz内,裂纹扩展时这一级信号所占能量比例较塑性变形时高。     

预应力混凝土梁自振频率的疲劳演变

为了研究预应力混凝土（PC）梁自振频率的疲劳演变规律,理论推导了抛物线型布筋的后张无黏结预应力梁疲劳历程自振频率的计算公式.针对Euler梁、Timoshenko梁和预应力梁等3类梁,分析剪转效应、预应力效应对梁自振频率的疲劳演变规律的影响.通过对预应力混凝土模型T梁的疲劳试验和动力测试,对比分析3类梁理论频率计算公式的适用性.研究结果表明,抛物线型布筋的预应力不影响整个疲劳历程中梁的偶数阶频率.梁的第1阶频率退化速率随着疲劳荷载幅值的增大而增大,随着预应力的增大而减小.在实际工程应用中,对于偏心布筋无黏结预应力梁结构,须考虑预应力对基频的增强效应.     

预应力钢丝绳加固钢筋混凝土梁桥抗剪性能

通过对24片RC梁的抗剪试验,系统研究了抗剪加固的机理以及原梁设计参数、带载水平、损伤度、钢丝绳布置方式对抗剪加固效果的影响。研究结果表明:预应力钢丝绳可有效延迟RC梁的斜截面开裂,限制斜裂缝的发展,提高极限抗剪承载能力;钢丝绳对抗剪承载力提高的作用机理与RC梁的腹筋作用相似;原梁的设计参数对抗剪加固效果具有较明显的影响;随着带载水平的提高,抗剪极限承载能力提高的程度逐渐降低;原梁损伤度对抗剪加固效果有一定的影响,原梁裂缝宽度小于0.2 mm时,注胶效果不理想,提高幅度较小,宽度大于0.2 mm后注胶效果改善,承载力有所提高,但当裂缝宽度大于0.5 mm后,加固效果处于稳定阶段;U型布束加固效果优于斜向布束;对于T梁,U型部束方案优于U型闭布束。     

预应力型钢混凝土梁受弯性能非线性分析

预应力型钢混凝土梁是在普通型钢混凝土梁基础上采用预应力技术的一种新型组合结构,它综合了预应力混凝土结构和型钢混凝土结构的优点。采用非线性有限元模型对预应力型钢混凝土梁受力过程进行分析,通过数值模拟与试验结果的对比,验证该模型的可行性。试验研究和有限元分析结果表明：预应力型钢混凝土梁中预应力技术的采用改善了梁的正常工作性能（如挠度和挠度）,更有利于材料强度的充分发挥,提高了正截面承载力。     

预应力型钢混凝土梁开裂截面中和轴高度分析

针对正常使用荷载下允许出现裂缝的预应力型钢混凝土梁,推导了开裂截面的中和轴高度方程,并给出了该三次方程的近似解和解析解,为进一步深入理解其正常使用性能打下了基础.     

预应力型钢混凝土梁开裂截面中和轴高度分析

针对正常使用荷载下允许出现裂缝的预应力型钢混凝土梁，推导了开裂截面的中和轴高度方程，并给出了该三次方程的近似解和解析解，为进一步深入理解其正常使用性能打下了基础。     

考虑箍筋约束的预应力型钢高强砼梁延性分析

预应力型钢高强混凝土(PSRHC)梁具有承载力高、截面尺寸小等特点,适用于大跨度、重荷载的建筑结构.为掌握不同设计参数对PSRHC梁构件延性性能的影响,利用数值方法,进行了PSRHC梁静力性能的模拟及多参数分析.首先,基于截面纤维模型,建立了可考虑箍筋约束作用的PSRHC梁的静力全过程数值模拟方法,相关荷载-位移计算曲线与已有试验结果吻合良好.之后,研究了混凝土强度等级、受拉、受压钢筋用量、预应力筋用量、型钢翼缘及腹板厚度、箍筋间距及直径等因素对PSRHC梁延性的影响.结果表明:增大混凝土强度等级,增加受压钢筋及箍筋用量,可提高PSRHC梁的延性;增加受拉钢筋、预应力筋用量,增大腹板厚度,均使得延性降低;而翼缘厚度对延性的影响规律不明显.其中,箍筋间距由50 mm增加至200 mm时,延性系数降低约20.6%;箍筋直径由6 mm增大至10 mm,延性系数增大18%~34%.最后,结合数值试验结果,建立了包含体积配箍筋率及综合配筋指标两个参数的延性系数计算公式,利用此公式评估延性时以3.1作为界限值.     

钢筋混凝土梁火灾损伤的多元信息融合模型

为全面准确地评估钢筋混凝土梁的火灾损伤状态,结合火灾试验和数值仿真多元信息,提出钢筋混凝土梁（RC梁）火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型。通过10根T形梁的火灾高温试验、振动测试和静载试验,获取其热力学特性衰变等信息,并与ANSYS数值仿真计算结果对比;构建一套由灾后表观特征、表面最高温度、持续受火时间、承载力折减、刚度折减、基频折减等组成的RC梁火灾损伤评估指标体系,初步确定评估指标体系的量化分级标准,以组合形式优化层次分析法和熵权法确定的指标权重,引入改进的接近理想解法（modified technique for order preference by similarity to ideal solution,MTOPSIS）与灰色关联度分析（grey relational analysis,GRA）,建立RC梁火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型;最后,将该方法应用于火灾后RC梁损伤评估,并与火灾后建筑结构鉴定标准方法、试验实际情况进行对比分析。结果表明,该方法评估结果与标准评估结果基本一致,但能够较全面准确地评估结构损伤状态。     

钢筋混凝土梁弯曲损伤分析的摄动法

基于钢筋混凝土梁弯曲损伤的特征,分析了梁弯曲损伤后的固有频率特征向量和敏感性。其中,梁跨中截面刚度弯曲损伤系数对损伤后梁振动特征向量的增量最为敏感,并随荷载的增加而增加。电磁激振器扫频试验和理论的研究结果表明,钢筋混凝土梁弯曲损伤后基频随荷载的增加呈明显非线性降低,试验梁基频实测结果与理论结果有明显偏差,利用摄动分析法可以修正弯曲损伤梁刚度的误差,判别钢筋混凝土梁弯曲损伤程度。     

钢筋混凝土梁塑性损伤模型的数值模拟

为了对钢筋混凝土适筋梁和钢筋混凝土超筋梁的破坏过程进行数值模拟,利用ABAQUS软件的后处理程序分别绘出两种梁的荷载-位移曲线和弯矩-位移曲线,并针对两种梁的荷载-位移曲线和弯矩-位移曲线分析简支梁的不同破坏形式,求出两种梁的极限弯矩和受剪承载力,与按照现行混凝土结构设计规范计算的理论结果进行比较.试验结果表明,模拟结果与理论结果比较接近,且符合钢筋混凝土简支梁破坏的基本规律,采用的分析模型是正确的,对该结构采用有限元分析的方法是有效的.     

预应力CFRP布加固混凝土梁的端部剥离应力分析

采用预应力碳纤维增强塑料(CFRP)对混凝土结构进行补强加固的方法是工程界近年来的研究热点之一.作者在弹性理论的基础上,推导了预应力CFRP布加固梁在均布荷载作用下端部剥离应力的计算公式.