一种结构火灾混合试验方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种结构火灾混合试验方法及系统，涉及结构抗火试验领域，方法包括：通过温度场时空分布模型预测物理子结构的温度；通过结构火灾反应混合模拟代理模型结合物理子结构的温度和前一时刻物理子结构的边界恢复力预测物理子结构的边界位移；控制热环境模拟系统的温度达到预测温度；控制作动器使物理子结构实现预测的边界位移；采集物理子结构的边界恢复力，并反馈至所述结构火灾反应混合模拟代理模型

【技术实现步骤摘要】
一种结构火灾混合试验方法及系统


[0001]本专利技术涉及结构抗火试验领域，特别是涉及一种结构火灾混合试验方法及系统
。

技术介绍

[0002]火灾以及地震次生火灾严重影响结构的力学性能，使结构发生局部破坏，甚至可导致结构发生连续倒塌，造成巨大的经济损失和人员伤亡
。
研究结构火灾下的整体反应有助于提升结构设计理论，减少或避免重大人员伤亡
。
[0003]结构火灾反应模拟通常有两种手段，即数值模拟和物理试验
。
在数值模拟方面，需要事先已知材料的恢复力特性，由于结构火灾时可能出现较强的非线性，导致现有的数值模拟结果失真，无法真实反应结构的灾变机理
。
在物理试验方面，受火灾试验场地
、
设备以及经费的限制，现有关于结构抗火性能的研究以单独构件
、
简化的子结构或缩尺试件为主，且难以有效考虑非受火部位对受火结构的边界约束效应，无法考虑结构内力重分布的影响和非受火部件对受火构件的真实约束
。
为此，将数值模拟与物理试验相结合，即抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，所述方法包括：步骤
1.1
：获取物理结构的温度场时空分布模型；所述温度场时空分布模型用于预测当前时刻物理子结构的温度；所述物理结构包括若干所述物理子结构；步骤
1.2
：获取结构火灾反应混合模拟代理模型；所述结构火灾反应混合模拟代理模型用于根据所述当前时刻物理子结构的温度和前一时刻物理子结构的边界恢复力预测当前时刻物理子结构的边界位移；步骤
1.3
：将预测的当前时刻物理子结构的温度作为目标温度，控制热环境模拟系统，使热环境模拟系统中的温度达到所述目标温度；步骤
1.4
：将预测的当前时刻物理子结构的边界位移作为目标位移，控制作动器作用于所述物理子结构，使物理子结构实现目标位移；步骤
1.5
：采集当前时刻物理子结构的边界恢复力，并将所述当前时刻物理子结构的边界恢复力反馈至步骤
1.2
中的所述结构火灾反应混合模拟代理模型
。2.
根据权利要求1所述的一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，所述温度场时空分布模型通过机器学习算法建立；所述温度场时空分布模型的输入包括火源位置
、
火源温度时程和结构信息，所述结构信息包括层高
、
跨度
、
梁柱截面尺寸和开窗位置；所述温度场时空分布模型的输出包括结构中高温部分和受火部分的计算点的温度
。3.
根据权利要求2所述的一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，在建立所述温度场时空分布模型之前，还包括：建立结构的笛卡尔坐标系，记录火源位置
h0；采用火灾动力学模拟工具，模拟结构火灾的发展过程，记录火源温度时程，以及结构中关键位置的火场温度时程；结合火场温度分布和结构材料的高温力学性能，将结构划分为常温部分
、
高温部分和受火部分
。4.
根据权利要求1所述的一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，所述结构火灾反应混合模拟代理模型的建立步骤具体包括：步骤
2.1
：获取结构火灾混合试验的影响因素；步骤
2.2
：基于所述影响因素，建立温度场时空分布模型；步骤
2.3
：进行结构热力耦合分析获取结构火灾反应，得到结构火灾反应数据库；步骤
2.4
：基于所述结构火灾反应数据库，利用机器学习算法开展迭代训练，得到多个代理模型；步骤
2.5
：基于所述多个代理模型，采用模型平均方法得到最终代理模型
。5.
根据权利要求4所述的一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，步骤
2.2
具体包括：根据所述影响因素，建立样本空间；采用实验设计方法在样本空间进行抽样；根据不同的影响因素样本点，建立相应的温度场时空分布模型
。6.
根据权利要求4所述的一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，步骤
2.5
中的最终代理模型
M
表示如下：
M
＝
w1m1+w2m2+
…
+w
p
m
p
，式中，
M
是最终模型，
m
i
和
w
i
分别是第
i
个训练好的预测模型和对应的权重
。7.
根据权利要求4所述的一种结构火灾混合试验方法，其特征在于，所述进行结构热力
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁西占，张大山，叶晓军，罗漪，陈庆，徐玉野，王卫华，李海锋，
申请(专利权)人：厦门市泛华建筑设计有限公司，
类型：发明
国别省市：