热—力耦合作用下钢筋混凝土梁损伤识别与试验研究

发布时间：2020-07-15 03:44

【摘要】：火灾严重威胁着人民的生命财产安全,给国家造成了巨大的损失。钢筋混凝土结构因其可模性好、耐久性强等优点得到了广泛的使用,也会不可避免的发生大量的火灾事故。火灾是一种复杂的物理化学变化,受高温作用后钢筋和混凝土材料性能会随受火程度的不同而发生不同程度的劣化,最为明显的是受损结构的刚度、承载力等力学性能的降低,严重的会引发结构失效、坍塌的危险。为此,国内外相关学者对钢筋混凝土结构抗火性能进行了大量的理论分析与试验研究。由于受试验条件、现场实测困难等因素的限制,使得现阶段关于火灾作用下钢筋混凝土结构的振动特性研究较少,针对于钢筋混凝土结构的火灾损伤识别研究尚不多见,且现有的火灾损伤识别方法单单考虑了频率的影响,没有将对局部损伤较为敏感的振型纳入其中。为此,本文通过理论分析、数值模拟及试验验证的方法,对基于振动测试的钢筋混凝土梁火灾损伤识别进行了系统的研究,提出基于萤火虫算法改进支持向量机(FA-SVR)的火灾损伤识别方法,并采用数值模拟及火灾试验分别对其可行性进行了验证。具体研究工作如下:(1)论述了国内外工程结构抗火、火灾损伤振动特性和火灾损伤识别的研究现状,指出目前研究中存在的问题和不足之处。(2)考虑裂缝对梁温度场的影响,提出了T形梁的高温承载力计算公式。首先假定裂缝线性发展,然后运用ANSYS对钢筋混凝土梁进行温度场模拟,并与未考虑裂缝梁的温度场进行对比,得到裂缝对梁温度场的影响规律,最后根据考虑裂缝的梁截面温度场分布进行刚度、承载力的计算。(3)系统的介绍了支持向量机理论、存在的问题和改进思路,提出用萤火虫算法优化支持向量机参数,通过数值模拟的方式进行钢筋混凝土简支梁的火灾损伤模态参数分析,并据此提出基于FA-SVR的钢筋混凝土简支梁火灾损伤识别方法。对测试样本施加白噪声进行验证,识别结果良好,满足评价指标和工程精度的要求。(4)建立三跨连续梁模型,针对不同梁跨受火时间不同的问题,在简支梁火灾损伤识别方法的基础上,提出了适用于连续梁的三步精细化火灾损伤识别方法,该方法大大降低了工作量,同时解决了样本数据爆炸的问题。对测试样本施加白噪声进行验证,验证结果良好,满足评价指标和工程精度的要求。(5)设计了10根钢筋混凝土简支T形梁,9根进行不同受火时间、不同荷载的火灾试验,另外一根作为对比试件不进行火灾试验,仅做静载试验。通过实测火灾下和火灾后的频率、振型及灾后承载力等,对所提出的T形梁的高温承载力计算公式及损伤识别方法进行了验证。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375;TU317
【图文】：

图 1. 1 央视新大楼配楼火灾事故 图 1.2 哈尔滨“1.2”火灾事故综上所述，火灾对人类的危害是十分巨大的。钢筋混凝土结构因其可模性好耐久性强等优点得到了广泛的使用，也会不可避免的发生大量的火灾事故。由于火灾是一种复杂的物理化学变化，受高温作用后钢筋和混凝土材料性能会随受火

图 1. 1 央视新大楼配楼火灾事故 图 1.2 哈尔滨“1.2”火灾事故综上所述，火灾对人类的危害是十分巨大的。钢筋混凝土结构因其可模性好耐久性强等优点得到了广泛的使用，也会不可避免的发生大量的火灾事故。由于火灾是一种复杂的物理化学变化，受高温作用后钢筋和混凝土材料性能会随受火

课题研究路线图

【参考文献】

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1 刘桥;韩重庆;许清风;;高强钢筋混凝土连续T形梁受火后抗弯性能试验研究与数值分析[J];工程力学;2015年12期

2 李易;陆新征;英明鉴;叶列平;闫维明;;某框支砌体结构火灾倒塌事故的模拟与分析[J];工程力学;2014年02期

3 苗吉军;公伟;陈娜;刘延春;边忠亮;;使用损伤钢筋混凝土柱高温作用下受力性能试验研究与有限元分析[J];建筑结构学报;2013年08期

4 苗吉军;陈娜;侯晓燕;朱琼琼;公伟;;使用损伤与高温耦合作用下钢筋混凝土梁火灾试验研究与数值分析[J];建筑结构学报;2013年03期

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6 黄民水;吴s

本文编号：2755928