【摘要】：我國現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)中,大多數(shù)始建多年甚至新興建筑也存在質(zhì)量安全問題。建筑結(jié)構(gòu)長期受到外界環(huán)境等不利因素的影響,以及設(shè)計(jì)和施工中存在的缺陷,會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷,影響結(jié)構(gòu)的使用性和安全可靠性。國內(nèi)外一些學(xué)者已經(jīng)對建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性進(jìn)行了廣泛且深入的研究。隨著新型技術(shù)的發(fā)展,一些學(xué)者試圖研究一種遠(yuǎn)距離、無接觸的測量方法。數(shù)字圖像相關(guān)方法(Digital Image Correlation,簡稱DIC)是一種以動(dòng)位移測量為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)距離、無接觸式的光學(xué)測量技術(shù)。該技術(shù)具有操作簡單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、使用范圍廣等傳統(tǒng)測量方法無法比擬的優(yōu)勢,是現(xiàn)在光線測量領(lǐng)域重要的發(fā)展方向之一。本文以此為研究背景,通過試驗(yàn)研究和理論分析,研究了鋼筋混凝土梁基于DIC技術(shù)的損傷識(shí)別方法。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)設(shè)計(jì)了4組不同剪跨比的大尺寸鋼筋混凝土梁構(gòu)件,每組2個(gè)。為了保證灰度梯度和散斑分布的隨機(jī)性,所有構(gòu)件表面均采用人工制作散斑圖。散斑圖的質(zhì)量對DIC測量精度具有重要的影響。本文就散斑圖的制作質(zhì)量在數(shù)字圖像相關(guān)應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了深入研究,針對不同拍攝距離,不同位移情況,不同光線變化來選取不同的散斑顆粒尺寸大小。經(jīng)試驗(yàn)研究得到,散斑圖在成像后散斑點(diǎn)的大小應(yīng)保證在3-4個(gè)像素點(diǎn)左右。(2)DIC測量精度以及適用性研究。本次試驗(yàn)采用DIC技術(shù)、傳統(tǒng)位移計(jì)、激光位移三種不同測量方法對跨中進(jìn)行豎向位移測量。前兩種方法分別同激光位移測量進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)DIC測量與傳統(tǒng)位移測量得到的位移曲線基本一致,兩者誤差均在可接受范圍以內(nèi)。驗(yàn)證了DIC技術(shù)在豎向位移測量方面具有較高的精確度。利用DIC測量技術(shù)對試驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行位移測量,得到整個(gè)構(gòu)件在不同荷載作用下的全跨長豎向位移。通過與傳統(tǒng)位移測量得到的位移曲線進(jìn)行對比分析,在驗(yàn)證DIC適用性的同時(shí),發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)位移測量的局限性以及不穩(wěn)定性。(3)依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)剛度識(shí)別理論,通過逆向分析程序建立構(gòu)件在荷載作用下彎曲剛度分布的損傷識(shí)別方程,并通過模擬不同誘導(dǎo)損傷的鋼梁來評(píng)估該方程的識(shí)別性能。然后,采用DIC技術(shù)測量得到的豎向位移作為損傷狀態(tài)方程的輸入值,評(píng)估混凝土梁在不同加載階段的損傷情況。研究結(jié)果表明,建立的損傷識(shí)別方程在加載過程中對梁的剛度識(shí)別精度較高,將該技術(shù)應(yīng)用在結(jié)構(gòu)的健康檢測鑒定中會(huì)大幅提高結(jié)構(gòu)的檢測鑒定效率,為結(jié)構(gòu)的損傷鑒定提供可靠的依據(jù)。
【圖文】：

試驗(yàn)變形前后示意圖

試驗(yàn)相機(jī)架設(shè)圖片
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU375.1;TU317

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2655597