使用Brillouin光学技术和时间依赖性恶化因子对RC柱的应变衰变监测和分析预测
Ittipon Pasityothin1, Phromphat Thansirichaisree1, Apichat Buatik1
1Research Unit of Infrastructure Inspection, Monitoring, Repair and Strengthening, Thammasat School of Engineering, Faculty of Engineering, Thammasat University, Pathumthani 12121, Thailand.
Sensors (Basel, Switzerland)
|February 13, 2025
概括
这项研究引入了布里卢恩光学时间域分析 (BOTDA) 和一种新的应变衰变因子 (ηdecay),以准确评估细钢筋混凝土柱. 这种综合方法通过考虑时间依赖的恶化来增强长期结构性绩效预测.
科学领域:
- 结构工程 结构工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
背景情况:
- 传统的应变监测方法难以捕捉钢筋混凝土 (RC) 结构中复杂的,时间依赖的行为.
- 现有的设计规范可能无法充分考虑长期材料降解和纤细RC柱的应变变化.
- 准确评估轴承负载能力需要了解分布式应变形状和时间依赖的效应.
研究的目的:
- 开发和验证一种使用实时分布式应变监测评估细RC列的新方法.
- 在现有的结构设计模型中引入和整合"时间依赖的恶化因子" (ηdecay).
- 为了提高预测RC柱的轴承负载能力的准确性,特别是在长期负载条件下.
主要方法:
- 在持续的轴承负荷下 (1200 kN) 实验测试纤细的RC柱 (200 mm × 200 mm × 1800 mm).
- 使用Brillouin光学时间域分析 (BOTDA) 实时分布式应变监测.
- 将"菌株衰变"因子 (ηdecay) 整合到ACI 318和Eurocode 2模型中,通过有限元分析 (FEA) 进行验证.
主要成果:
- 博特达在捕捉连续应变配置文件方面表现出高灵敏度和精度,超过95%的分辨率.
- 集成的 η衰变因子显著提高了长期测试样本的预测准确性 (ACI和Eurocode的E/P比分别为1.42和1.29).
- 修改后的方程有效地解决了微裂变和时间依赖的效应 (如爬行和收缩) 造成的低估.
结论:
- BOTDA和 η衰变因子的组合提供了一个可靠的框架来评估RC柱的长期结构恶化.
- 提出的方法提高了轴承负载能力预测的可靠性,提高了结构安全性和可持续性.
- 这项研究为改进设计规范奠定了基础,将时间依赖的效应纳入更具弹性基础设施的设计规范.
