[發明專利]一種基于插值反演方式的構件截面內力監測方法及系統

在審

• 申請號: 202010623044.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN112001098A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王磊;高喜欣;吳俊
• 申請（專利權）人: 同恩（上海）工程技術有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G01L1/00;G01L1/22;G06F119/14
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本發明公開了一種基于插值反演方式的構件截面內力監測方法及系統，其通過監測截面上離散點的應力來進行插值擬合出截面整體應力分布，從而計算截面內力。本發明提供的方案完全從實際監測數據出發，輔以構件截面的基本幾何物理信息，完全由監測數據本身逆向推斷截面內力，全過程不依賴設計結構的有限元計算結果，所得到的截面內力數據是完全基于監測數據的，如此，一方面可以實現監測數據脫離于有限元模型而獨立計算，可以對監測結果實時進行評估，時效性強；另一方面可脫離于有限元模型后，計算結果更加貼近與真實情況，可以實時反映結構真實力學性態，并且可以與有限元模型結果進行橫向對比。

技術領域

本發明涉及工程監測技術，具體涉及工程監測技術中的構件截面內力監測技術。

背景技術

現行監測系統普遍基于傳感器采集到的原始信號量，通過傳感器的物理量計算公式獨立計算其所在位置的監測物理量(如應變、應力等)。

但是現有的基本技術都是基于傳感器所在位置的監測物理量進行直接的評估，沒有針對該部分監測物理量對結構構件進行進一步的截面內力計算，故而不能實時反映結構構件的真實力學狀態。

在此基礎上人們也針對構件截面內力監測給出了多種方案。如：

公開號：CN1266182A的中國發明專利申請，公開了一種建筑結構的工作應力現場檢測技術，該方案為一次性檢測方法，通過對構件表面進行開槽，測量其釋放的應變。

公開號：CN103776578A的中國發明專利申請，公開了一種截面內力測量傳感器及標定方法。該方案中給出了一種可用于測量構件截面內力的標定裝置。通過將該裝置插入到構件中間，并利用應變片測量裝置中預設若干細桿的應力來換算構件截面內力。

公開號：102607644A的中國發明專利申請，公開了一種建筑施工監測系統及其監測方法。該方案利用若干溫度傳感器、應變傳感器和位移測量單元組成的傳感器單元對結構若干位置點進行測量，監測結果和施工模擬分析計算結果進行對比和修正，以計算為主，監測為輔助修正的方式進行評估。

上述改進方案中，第一種方案只適用于一次性的、破壞性的內力檢測，不適用于正在施工、服役的結構。

第二種方案，用于實驗室的標定或測試試驗，無法直接應用于工程項目。

第三種方案，通過傳感器采集的數據對施工模擬分析結果進行修正，截面內力的獲取是以有限元計算為主，監測數據為輔。因此，對結構監測數據的處理附加了多項設計約束條件，降低了監測數據的有效性和可靠性。

發明內容

針對現有現有構件截面內力監測技術所存在的問題，需要一種新的構件截面內力監測技術。

為此，本發明的目的在于提供一種基于插值反演方式的構件截面內力監測方法，同時還進一步提供基于插值反演方式的構件截面內力監測系統，本方案可通過傳感器采集的應力數據直接反演計算構件截面內力，可有效克服現有技術所存在的問題。

為了達到上述目的，本發明提供的基于插值反演方式的構件截面內力監測方法，其通過監測截面上離散點的應力來進行插值擬合出截面整體應力分布，從而計算截面內力。

進一步地，所述監測方法包括：

S1，根據構件截面類別，在截面上按一定應力監測模式布置應變傳感器，測量截面插值點的應變；

S2，根據截面類別和應力監測模式選用截面內力的插值反演計算公式，并計算截面內力。

進一步地，所述監測方法中，基于截面內力符合沿兩個主方向正交的線性分布模式，在監測截面上設置若干離散點作為插值點，并且根據不同的截面形狀構建對應插值點分布模式，對每一種插值點分布模式，基于截面應力沿兩個主軸方向正交線性分布的特性，計算出截面最大內力。