基于静动力测试的混凝土T形梁有限元模型修正

发布时间：2021-12-23 05:33

　　为建立适用于混凝土T形梁的有限元模型,以钢筋混凝土T形简支梁为研究对象,利用联合静动力的有限元模型修正方法对混凝土T形叠合梁进行模型修正.首先利用ANSYS建立混凝土T形简支梁有限元模型,根据工程经验初选混凝土弹性模量等待修正参数.构造实测响应与相应响应差值的目标函数,通过灵敏度分析,筛选待修正参数并设定待修正参数取值区间,在区间内选取5组随机的参数值作为"试验"模型,利用联合静动力的修正方法对参数进行迭代修正,修正后模型的静动力响应计算值与"试验"值吻合较好.在简支梁的基础上,将此修正方法推广到三跨连续梁,修正结果良好,验证了该方法的适用性和准确性. 

【文章来源】：青岛理工大学学报. 2020,41(05)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

简支梁试件尺寸及配筋（单位：mm)

采用有限元软件ANSYS建立钢筋混凝土T形简支梁有限元模型，忽略钢筋与混凝土之间的黏结滑移，混凝土采用加筋混凝土单元Solid65进行模拟，钢筋采用杆单元Link8进行模拟，考虑边界条件对结构的静动力响应的影响，采用Combin14弹簧单元模拟两端支座竖向约束，两端支座设置支座偏移（指支座距近端端截面距离）为0.1m．为防止应力集中导致有限元模型开裂，采用实体单元Solid45模拟支座处钢垫块．基于静力测试的模型修正是以结构弹性范围内的静力响应为基础，故考虑构件自重并施加0.5倍开裂荷载（经计算q=4.5kN/m），荷载形式为均布荷载，模拟试件未开裂状态．有限元模型采用正六面体进行网格划分，有限元模型共划分为12 062个单元，16 850个节点．有限元模型如图2所示．简支梁初始模型建立时参数见表1.3 简支梁有限元模型修正

根据文献研究及工程经验，本文初选混凝土弹性模量、混凝土密度、两侧支座偏移和两侧支座弹簧竖向刚度等参数为待修正参数．为避免因待修正参数较多，对目标函数不敏感的参数会导致模型修正结果错误，本文选用ANSYS概率设计模块对待修正参数进行灵敏度分析，设定灵敏度分析仿真抽样700次．将灵敏度分析的数据整理为柱状图，如图3所示．由图3可知，初选的待修正参数对各静动力响应的灵敏度各不相同，混凝土弹性模量与密度对频率灵敏度较高，支座竖向刚度对MAC灵敏度较高，支座偏移对简支梁竖向位移的灵敏度较高．综上，初选的待修正参数均不能剔除，故选择混凝土弹性模量、密度、两端支座偏移、两端支座竖向刚度为最终待修正参数，设定待修正参数的取值区间[10-11]见表2.

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于动力测试的混凝土连续梁桥有限元模型修正[J]. 赵崇基,张巍,刘志华,韩之江.  广西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]基于桥梁健康监测的有限元模型修正研究现状与发展趋势[J]. 梁鹏,李斌,王秀兰,王晓光,吴向男,马旭明.  长安大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]基于静力响应面的结构有限元模型修正方法[J]. 邓苗毅,任伟新,王复明.  实验力学. 2008(02)
[6]基于静力测试数据的装配式混凝土简支梁有限元模型修正[J]. 向天宇,赵人达,蒲黔辉,刘海波.  公路交通科技. 2006(10)

博士论文
[1]基于模型修正与图像处理的多尺度结构损伤识别[D]. 刘宇飞.清华大学 2015

硕士论文
[1]基于有限元模型修正的混凝土梁火灾下振动分析与试验研究[D]. 黄绪宏.青岛理工大学 2018
[2]基于静动力的桥梁结构有限元模型修正[D]. 夏樟华.福州大学 2006



本文编号：3547885