濕式外包鋼軸壓柱數(shù)值仿真分析及承載力人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè).pdf

1、建筑結(jié)構(gòu)維修加固與新建工程相比,具有工期短、投資少、效益高等優(yōu)點(diǎn),可以預(yù)計(jì)在未來(lái)數(shù)年后我國(guó)建筑業(yè)的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向已有建筑的加固改造。混凝土結(jié)構(gòu)維修加固的方法有很多種,其中濕式外包鋼加固法因具有施工簡(jiǎn)便,現(xiàn)場(chǎng)工作量較小,構(gòu)件截面尺寸變化不大,重量增加較少,承載能力提高顯著,構(gòu)件截面的剛度和延性有明顯改善等優(yōu)點(diǎn)而成為一種使用較為廣泛的加固方法。對(duì)濕式外包鋼加固法進(jìn)行理論和試驗(yàn)的研究,是一項(xiàng)具有實(shí)際使用價(jià)值和學(xué)術(shù)價(jià)值的科研課題。目前,濕式外包鋼加

2、固法的研究取得了一些成果,但大多數(shù)未考慮應(yīng)力歷史的作用。雖然部分學(xué)者推導(dǎo)出的濕式外包鋼加固軸心受壓柱的承載力計(jì)算公式考慮了應(yīng)力歷史的影響,但公式中系數(shù)不易確定,且對(duì)結(jié)果影響較大,未得到普遍認(rèn)可。本文采用非線性有限元的分析方法,建立了合理的濕式外包鋼軸心受壓柱數(shù)值仿真模型。其中采用Willam-Warnke五參數(shù)模型模擬混凝土材料,利用線性強(qiáng)化模型模擬鋼筋和角鋼。該模型能較好的對(duì)加固構(gòu)件進(jìn)行數(shù)值仿真試驗(yàn),再現(xiàn)不同應(yīng)力歷史、綴板間距、鋼筋直

3、徑等情況下加固柱的受力性能、裂縫的開(kāi)展以及最終的破壞形態(tài)。計(jì)算結(jié)果表明,數(shù)值仿真所得出的承載力值與試驗(yàn)結(jié)果誤差較小,基本吻合,符合規(guī)律。這對(duì)認(rèn)識(shí)加固構(gòu)件的加固機(jī)理及加固效果是十分有效的。如前所述,采用非線性有限元方法是確定加固構(gòu)件承載力的有效途徑之一,但其計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,且不易被一般工程技術(shù)人員所掌握。針對(duì)這些特點(diǎn),本文構(gòu)建了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP模型,并以非線性有限元承載力的計(jì)算結(jié)果作為教師樣本和目標(biāo)樣本,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,利用訓(xùn)練成熟的網(wǎng)絡(luò)預(yù)