[發(fā)明專利]一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210223362.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN114722858A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段元鋒;隋曉東;章紅梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06N3/08;G06N3/04;G06T7/00;G06V10/774;G06V10/82;G06T17/20;G01M13/00;G01D21/02;G01N3/06;G01N29/04
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：建立預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的多尺度有限元精細(xì)化模型，提取結(jié)構(gòu)的自然頻率與模態(tài)振型，與該結(jié)構(gòu)的實(shí)際測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比并更新有限元模型；

S2：模擬預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在長期運(yùn)營荷載和極端荷載下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，提取結(jié)構(gòu)關(guān)鍵受力構(gòu)件的應(yīng)力分布，為傳感器的優(yōu)化布置提供依據(jù)；

S3：采用多種智能傳感器，監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵受力構(gòu)件的安全狀況，構(gòu)造監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣本集；

S4：采用多種深度學(xué)習(xí)算法對(duì)樣本集進(jìn)行訓(xùn)練，提取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的有效成份和損傷特征值，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)局部的損傷程度和損傷位置準(zhǔn)確預(yù)測(cè)；

S5：將結(jié)構(gòu)的局部損傷狀況反映到所建立的多尺度有限元模型上，結(jié)合多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析局部損傷對(duì)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位和結(jié)構(gòu)整體承載能力造成的影響，評(píng)估預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的整體安全狀況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的多尺度有限元精細(xì)模型，建立關(guān)鍵受力構(gòu)件的節(jié)段精細(xì)模型，考慮關(guān)鍵受力構(gòu)件的時(shí)間和空間尺度變化，包括材料特性隨時(shí)間的退化、環(huán)境變量和荷載作用隨時(shí)間的變化等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于對(duì)于步驟S2的多種智能傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)，包括：

基于磁彈式應(yīng)力傳感器的預(yù)應(yīng)力筋絕對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)由于預(yù)應(yīng)力松弛造成的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力水平降低；

基于導(dǎo)波技術(shù)的鋼筋斷裂、銹蝕監(jiān)測(cè)，防止由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的損傷造成整體結(jié)構(gòu)的破壞；

基于機(jī)器視覺和圖像處理技術(shù)的混凝土表面裂縫監(jiān)測(cè)，評(píng)估局部裂縫對(duì)整體承載能力造成的影響。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于，所述多種深度學(xué)習(xí)算法包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、對(duì)抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遷移學(xué)習(xí)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于，對(duì)于圖像處理技術(shù)，包括圖像灰度化、圖像直方圖均值化、圖像中值濾波、圖像歸一化、圖像二值化、圖像二值化濾波、圖像像素檢測(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于，對(duì)于損傷特征值，包括預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力水平、混凝土內(nèi)鋼筋的損傷程度、混凝土內(nèi)鋼筋的損傷位置、混凝土表面裂縫的長度、混凝土表面裂縫的寬度、混凝土表面裂縫的位置和走向。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于，對(duì)于結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的承載能力，需要對(duì)比規(guī)范中要求的構(gòu)件承載能力判斷結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力或應(yīng)變狀況是否超過承載力要求。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估方法，其特征在于，對(duì)于結(jié)構(gòu)整體承載能力評(píng)估，需要判斷在荷載和損傷作用下是否存在結(jié)構(gòu)失效行為。