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1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在使用期間,由于荷載、疲勞、腐蝕、老化及環(huán)境條件等眾多不利因素的相互影響,將不可避免地產(chǎn)生損傷積累,導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂、預(yù)應(yīng)力損失,甚至突發(fā)性事故。因此,在役預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的工作性能評(píng)價(jià),特別是決定了整個(gè)構(gòu)件性能的預(yù)應(yīng)力鋼筋的工作狀態(tài)的評(píng)估,是當(dāng)前結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要方面。本文從結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性振動(dòng)出發(fā),對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的非線(xiàn)性特性和損傷的關(guān)系進(jìn)行了探討。
本文首先介紹裂縫、材料的非線(xiàn)性所導(dǎo)致的鋼筋混凝土
2、梁振動(dòng)非線(xiàn)性,盲源分離技術(shù)原理和Hilbert變換。然后描述了預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁靜載試驗(yàn)和二級(jí)等幅值疲勞試驗(yàn),試驗(yàn)中采用光纖光柵錨索計(jì)和應(yīng)變片來(lái)采集鋼絞線(xiàn)的預(yù)應(yīng)力值。在各損傷狀態(tài)下對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行動(dòng)力測(cè)試,采用盲源分離技術(shù)對(duì)構(gòu)件在各損傷狀態(tài)下的實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析,得到一階分離振動(dòng)信號(hào),再對(duì)一階分離振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行Hilbert變換,得到各損傷狀態(tài)的頻率-時(shí)間曲線(xiàn)和振幅-時(shí)間曲線(xiàn),形成頻率-振幅曲線(xiàn)族。最后,嘗試著用裂縫的“呼吸”效應(yīng)和鋼絞線(xiàn)預(yù)
3、應(yīng)力變化對(duì)裂縫開(kāi)合程度的影響來(lái)解釋試驗(yàn)梁的非線(xiàn)性動(dòng)力特性,并探索將非線(xiàn)性動(dòng)力特性用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)。
對(duì)比靜載試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)的頻率-振幅曲線(xiàn),它們的共同點(diǎn)如下:1)瞬時(shí)頻率隨著梁振幅的減小而增大,且在振幅較小階段,頻率變化更大;2)鋼絞線(xiàn)壓縮構(gòu)件,減小開(kāi)裂區(qū)域的殘余應(yīng)變,影響裂縫的閉合,也就影響了裂縫的“呼吸”效應(yīng),從而影響構(gòu)件的非線(xiàn)性特性;3)對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土梁,由模態(tài)識(shí)別方法得到的不同損傷狀態(tài)的基頻可能非常
4、接近,但它們的非線(xiàn)性振動(dòng)特征區(qū)別很大。
它們之間的區(qū)別為:靜載試驗(yàn)中,梁在裂縫產(chǎn)生前后的兩個(gè)狀態(tài),非線(xiàn)性振動(dòng)特征發(fā)生很大改變;非線(xiàn)性振動(dòng)特征初期隨梁損傷的增大而加強(qiáng),到普通鋼筋屈服前達(dá)到最大,后期隨損傷的增大而減弱。在低幅值疲勞階段,預(yù)應(yīng)力混凝土梁隨著損傷的積累,其非線(xiàn)性動(dòng)力特性是一個(gè)先增強(qiáng)再減弱的趨勢(shì);而在高幅值疲勞階段,預(yù)應(yīng)力混凝土梁的非線(xiàn)性動(dòng)力特性則呈現(xiàn)出單調(diào)遞減的趨勢(shì)。
本文的分析表明,采用非線(xiàn)性振動(dòng)
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