濕式外包鋼軸壓柱數(shù)值仿真分析及承載力人工神經網絡預測.pdf

1、建筑結構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,可以預計在未來數(shù)年后我國建筑業(yè)的重點將轉向已有建筑的加固改造。混凝土結構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便,現(xiàn)場工作量較小,構件截面尺寸變化不大,重量增加較少,承載能力提高顯著,構件截面的剛度和延性有明顯改善等優(yōu)點而成為一種使用較為廣泛的加固方法。對濕式外包鋼加固法進行理論和試驗的研究,是一項具有實際使用價值和學術價值的科研課題。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)未考慮應力歷史的作用。雖然部分學者推導出的濕式外包鋼加固軸心受壓柱的承載力計算公式考慮了應力歷史的影響,但公式中系數(shù)不易確定,且對結果影響較大,未得到普遍認可。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,利用線性強化模型模擬鋼筋和角鋼。該模型能較好的對加固構件進行數(shù)值仿真試驗,再現(xiàn)不同應力歷史、綴板間距、鋼筋直

3、徑等情況下加固柱的受力性能、裂縫的開展以及最終的破壞形態(tài)。計算結果表明,數(shù)值仿真所得出的承載力值與試驗結果誤差較小,基本吻合,符合規(guī)律。這對認識加固構件的加固機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件承載力的有效途徑之一,但其計算過程復雜,且不易被一般工程技術人員所掌握。針對這些特點,本文構建了人工神經網絡BP模型,并以非線性有限元承載力的計算結果作為教師樣本和目標樣本,對網絡進行訓練,利用訓練成熟的網絡預