应力扩散角法裂纹T梁单元损伤程度计算方法技术

本发明专利技术公开了一种应力扩散角法裂纹T梁单元损伤程度计算方法。步骤如下：对裂纹T梁设置合适的测点数量；根据裂纹高度和T梁截面高度，计算裂纹相对高度ζ；根据ζ计算裂纹附加弹簧刚度参数可按应力强度因子手册计算；计算裂纹应力扩散角α(ζ)，通过矩形截面梁，按等效裂纹单元线刚度的方法计算，直线型扩散模式的计算公式α(ζ)＝74.5

【技术实现步骤摘要】
应力扩散角法裂纹T梁单元损伤程度计算方法


[0001]本专利技术属于结构健康监测领域，涉及梁结构理论损伤程度计算方法，具体地说是涉及一种应力扩散角法裂纹T梁单元损伤程度计算方法。

技术介绍

[0002]近年来我国旧桥越来越多，出现的问题也日益显著。各种桥梁损伤形式中，裂纹是一种较为常见的损伤形式，对桥梁的承载能力和后续寿命都有极大的影响。尽管基于静力指标对梁结构的损伤识别方法进行了较多研究，但横向裂纹理论损伤计算方法并不多。而损伤识别时测点间距通常是固定的，当结构发现损伤时，很可能是两测点之间产生局部损伤，此时，两测点间的等效损伤程度是多少？该问题是合理解读损伤定量指标结果的关键问题，由于损伤程度定量难度较大，目前鲜见进行试验验证的文献报道。
[0003]T梁由于其良好的承载能力及较为简单的施工流程等优点，常用于各种桥梁中。目前还没有系统化且精确计算T梁裂纹应力强度因子的理论方法，所以不能直接依据T梁横向裂纹应力强度因子计算含横向裂纹单元理论损伤程度，而根据含裂纹矩形梁单元损伤程度计算公式的结果与T梁裂纹单元损伤程度的相对误差较大，并不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应力扩散角法裂纹T梁单元损伤程度计算方法，其特征在于包括如下步骤：(1)对裂纹T梁设置合适的测点数量，相邻测点之间的梁段记为一个单元，测点单元长度为δl；(2)根据裂纹高度h
cr
和T梁截面高度h，计算裂纹相对高度ζ，ζ＝h
cr
/h；(3)根据裂纹相对高度ζ计算裂纹附加弹簧刚度参数θ(ζ)，可按应力强度因子手册计算；(4)计算裂纹应力扩散角α(ζ)，通过矩形截面梁，按等效裂纹单元线刚度的方法计算，其计算公式：其中，h为矩形梁截面高度，h
cr
为裂纹高度，I0为矩形梁截面惯性矩，b为矩形梁截面宽度，N为应力扩散部分一侧的梁段划分数目，I
0dm
为应力扩散部分第m段的矩形梁截面对应的惯性矩，h
0m
为第m梁段截面高度；h
0m
＝h
‑
f(h
cr
)，f(h
cr
)为应力扩散函数，依据具体的应力扩散模式进行计算；(5)计算未损伤T梁截面的惯性矩I：未损伤T梁横截面的面积矩S0：其中，b1、b2分别为T梁截面腹板、顶板宽度，h1、h2分别为T梁截面腹板、顶板高度；T梁截面面积A0：A0＝b1h1+b2h2；未损伤截面中性轴坐标y
co
：根据平行移轴定理，将顶板和腹板分为两部分，腹板的惯性矩为I1，顶板的惯性矩为I2，T梁截面总惯性矩为I：T梁截面总惯性矩为I：I＝I1+I2；(6)计算应力扩散部分梁段截面的惯性矩：应力扩散部分一侧的梁段长为l2，通过应力扩散模型，l2＝h
cr
tanα(ζ)，将其等效为长l2/N的N个小段串联而成，N为应力扩散部分一侧的梁段划分数目，每个小段均为T形截面，
取小段中点位置的高度为小段的高度，第m个小段的无应力区高度h
crm
：a)腹板开裂第m个小段的腹板高度为h
1dm
：第m个小段的横截面的面积矩S
m
：第m个小段的截面面积A
m
：A
m
＝b1h
1dm
+b2h2；第m个小段的中性轴坐标y
cm
：根据平行移轴定理，将顶板和腹板分为两部分，腹板的惯性矩为I
1m
，顶板的惯性矩为I
2m
，T梁截面总惯性矩为I
wm
：：I
wm
＝I
1m
+I
2m
；b)顶板开裂第m个小段的顶板高度为h
2dm
：第m个小段的横截面的面积矩S
m
：第m个小段的截面面积A
m
：A
m
＝b1h1+b2h
2dm
；第m个小段的中性轴坐标y
cm
：根据平行移轴定理，将顶板和腹板分为两部分，腹板的惯性矩为I
1m
，顶板的惯性矩为I
2m
，T梁截面总惯性矩为I
fm
：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐盛华，刘宇翔，张学兵，秦付倩，彭海龙，成鹏，张佳奇，刘荣凯，康丁丁，吴珍珍，方杰威，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：