钢-混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法技术

本发明专利技术公开了一种钢

【技术实现步骤摘要】
钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法


[0001]本专利技术涉及土木工程领域，特别涉及一种钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法
。

技术介绍

[0002]模型修正是结构健康监测系统的重要组成部分，模型修正技术能有效减小模型与实际结构的误差，在土木工程领域中应用广泛，也是目前比较热门的研究方向
。
近年来兴起的响应面法，通过建立待修正参数与结构响应之间的近似显式函数关系，代替有限元模型进行优化，可显著提高修正效率
。
[0003]虽然传统的响应面方法在材料较为单一
、
结构相对简单的梁
、
拱
、
索桥中能有较好的修正效果，但在针对存在多种材料，且桥梁横截面较为复杂的钢
‑
混组合梁桥修正中，尚未得到广泛应用
。
原因是，传统的响应面方法不仅存在待修正参数多，从而导致参数灵敏度分析困难，且样本空间大耗时长的特点，而且在缺少应变响应值时，常常无法求得唯一解，或在加入应变响应值时，又会导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）对钢
‑
混组合梁桥进行荷载试验，通过静载测试获得钢
‑
混组合梁桥的结构整体响应：挠度
、
倾角
、
支座反力，以及结构局部响应：应变；通过动载测试获得钢
‑
混组合梁桥的结构整体响应：频率；（2）以结构整体响应为目标值进行第一阶段响应面模型修正，修正得到组合梁桥的组合截面刚度及其他相关参数值；（3）以结构局部响应应变为目标值进行第二阶段响应面模型修正，修正得到组合梁中混凝土和钢材各自的弹性模量
E1、E2的实际值
。2.
根据权利要求1所述的钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法，其特征在于，所述步骤（2）具体步骤如下：
a
）根据桥梁结构的具体特征，选择有限元模型；
b
）筛选待修正参数，即组合梁中混凝土的弹性模量
E1和钢材的弹性模量
E2，假设混凝土的弹性模量
E1和钢材的弹性模量
E2的初始值分别为
E
10
、E
20
，采用调整系数
K
同步变化，即
E1=K
×
E
10
、E2=K
×
E
20
，只修正调整系数
K
，不直接修正
E1、E2，减少一个待修正参数，并确定待修正参数初值和取值区间；
c
）对待修正参数进行试验设计，得到待修正参数的样本空间，并通过有限元方法计算各样本点对应的响应值；
d
）建立待修正参数与响应值的关系，拟合得到响应面方程，并进行精度检验；
e
）以结构整体响应为目标值，运用优化算法得到待修正参数的最优解，优化算法求得的待修正参数的值存在多解，取实测响应值与计算响应值误差最小的解做为最优解，即得到修正后的调整系数
K
o
和其他待修正参数的值；
f
）根据
K
o
×
E
10
、K
o
×
E
20
和组合梁截面特征，通过换算截面法计算组合梁的组合截面刚度
EI
，完成第一阶段响应面模型修正
。3.
根据权利要求2所述的钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法，其特征在于，所述步骤
a
）中，有限元模型依据具体使用的有限元分析软件，结合组合梁桥的特点选择，采用梁格模型
、
梁
‑
板模型
、
梁
‑
实体模型
、
板
‑
壳模型
、
板
‑
实体模型或实体模型
。4.
根据权利要求2所述的钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法，其特征在于，所述步骤
b
）中，待修正参数筛选采用参数灵敏度法
、Plackett
‑
Burman
试验设计方法或方差分析方法
。5.
根据权利要求2所述的钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法，其特征在于，所述步骤
c
）中，当待修正参数为两个时，采用中心复合试验设计，即
CCD
试验设计，当待修正参数为三个以上时，采用
Box
‑
Behnken
试验设计或者
CCD
试验设计
。6.
根据权利要求2所述的钢
‑
混组合梁桥两阶段响应面模型修正方法，其特征在于，所述步骤
d
）中，响应面模型采用多项式模型
、
克里格模型
、
径向基函数和
BP
神经网络模型中的一种；利用
Design Expert
软件
、MINITA...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐盛华，康振兴，张学兵，秦付倩，周锦睿，郭宝峰，蔡东亨，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：