[發明專利]基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法

在審

• 申請號: 202110372196.7
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113111416A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 單伽锃;張寒青;周子杰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于鋼筋混凝土結構健康監測數據，根據結構真實力學行為，識別反演結構線性參考模型，獲取結構線性剛度K_linear；

2)計算結構線性參考模型在與實際結構相同的地震激勵下的預測參考響應x^r；

3)通過結構健康監測獲取結構的真實響應x，并計算時域追蹤誤差r；

4)計算任意時刻下，時域追蹤誤差r的均方根值r_RMS、預測參考響應x^r的均方根值x^r_RMS、實際最大響應對應的等效剛度K_eff以及實際最大響應對應的滯回環線性回歸系數R²，并以構建結構地震損傷模型；

5)根據結構地震損傷模型計算損傷指數DI值，并據此評估結構地震損傷情況。

2.根據權利要求1所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的步驟1)中，在小震工況下，結構的滯回行為處于線性狀態，對線性狀態下的滯回曲線進行擬合，建立健康狀態下的結構線性參考模型，識別得到結構線性剛度K_linear。

3.根據權利要求1所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的步驟2)中，預測參考響應x^r通過系統識別的線性結構，計算相同地震激勵下的響應獲得。

4.根據權利要求1所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的步驟3)中，時域追蹤誤差r的表達式為：

r＝x^r-x。

5.根據權利要求1所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的步驟4)中，結構地震損傷模型的表達式為：

其中，為損傷指數DI值，α_d、β_d分別為根據實際結構確定的模型參數，n_d為控制參數。

6.根據權利要求5所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的模型參數α_d和β_d的關系為：

α_d+β_d＝1。

7.根據權利要求6所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的模型參數α_d的取值范圍為0.8-0.9，控制參數n_d的取值為2.5。

8.根據權利要求5所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，在結構地震損傷模型中，引入滯回環線性回歸系數R²用以增加評估結果的可靠性，當系統狀態處在嚴格線性狀態或結構表現為線性響應時，則R²＝1.0。

9.根據權利要求5所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，在結構地震損傷模型中，實際最大響應對應的等效剛度K_eff具體為評估時刻前出現的結構最大響應點對應的割線剛度。

10.根據權利要求1所述的一種基于數據驅動的鋼筋混凝土結構地震損傷量化評估方法，其特征在于，所述的步驟5)中，根據損傷指數DI的結果評估結構地震損傷情況，具體為：

最終計算獲得的損傷指數DI值范圍為0～1之間，其值越大反應結構損傷越嚴重。