[发明专利]一种钢筋混凝土结构损伤定量监测方法及系统

权利要求书

1.一种钢筋混凝土结构损伤定量监测方法，其特征在于，包括：

获取钢筋混凝土梁的纵向受拉钢筋的光纤应变信号和截面设计参数；所述截面设计参数包括几何参数和材料性能参数；所述几何参数包括截面宽度、截面高度、截面等效高度、保护层厚度和钢筋面积；所述材料性能参数包括混凝土受压峰值应力、混凝土初始切线模量和钢筋初始切线模量；

根据所述截面设计参数建立截面分析模型；所述截面分析模型包括混凝土损伤应力-应变关系模型和钢筋损伤应力-应变关系模型；

将所述光纤应变信号输入所述截面分析模型，得到各个截面的损伤指标和弯矩-曲率曲线；

所述将所述光纤应变信号输入所述截面分析模型，得到各个截面的损伤指标和弯矩-曲率曲线，具体包括：

设t时刻第x个截面的中和轴位置为y_0,x(t)；

根据所述截面设计参数、所述光纤应变信号和所述中和轴位置，利用公式φ_x(t)＝ε_s,x(t)/(y_0,x(t)-d)计算t时刻第x个截面的曲率；其中，φ_x(t)为t时刻第x个截面的曲率，ε_s,x(t)为光纤应变信号，d为截面等效高度；

根据所述曲率计算t时刻第x个截面的混凝土纤维的应变分布和t时刻第x个截面的钢筋纤维的应变分布；

根据所述t时刻第x个截面的混凝土纤维的应变分布，利用所述混凝土损伤应力-应变关系模型计算t时刻第x个截面的混凝土纤维的应力分布和损伤指标；

根据t时刻第x个截面的钢筋纤维的应变分布，利用所述钢筋损伤应力-应变关系模型计算t时刻第x个截面的钢筋纤维的应力分布和损伤指标；所述t时刻第x个截面的钢筋纤维的应变分布包括t时刻第x个截面的受拉钢筋纤维的应变分布和t时刻第x个截面的受压钢筋纤维的应变分布；

根据所述t时刻第x个截面的混凝土纤维的应力分布和损伤指标以及所述t时刻第x个截面的钢筋纤维的应力分布和损伤指标计算轴力的合力；

判断所述轴力的合力是否为零；

若所述轴力的合力为零，则计算t时刻第x个截面的损伤指标和弯矩-曲率曲线并输出；

若所述轴力的合力不为零，则返回“设t时刻第x个截面的中和轴位置为y_0,x(t)”的步骤。

2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土结构损伤定量监测方法，其特征在于，所述根据所述t时刻第x个截面的混凝土纤维的应力分布和损伤指标以及所述t时刻第x个截面的钢筋纤维的应力分布和损伤指标计算轴力的合力，具体包括：

利用公式计算轴力的合力；其中，∑Nx(t)为轴力的合力，D_ci,x(ε_ci,x(t))为t时刻第x个截面第i根混凝土纤维的损伤指标、D_s,x(ε_sc,x(t))为t时刻第x个截面的受压钢筋纤维的损伤指标；D_s,x(ε_s,x(t))为t时刻第x个截面的受拉钢筋纤维的损伤指标；A_c,i＝(bh/n(x))为第i个混凝土纤维的面积，b为截面宽度，h为截面高度；A_s为受拉钢筋纤维面积；A_s’为受压钢筋纤维面积；σ_s,x(ε_sc,x(t))为t时刻第x个截面的受压钢筋纤维的应力分布；σ_s,x(ε_s,x(t))为t时刻第x个截面的受拉钢筋纤维的应变分布；σ_ci,x(ε_ci,x(t))为t时刻第x个截面中第i个混凝土纤维的应力；n(x)是第x个截面中混凝土纤维的数量。