[发明专利]基于应变能的古建木梁破坏位置判别方法

说明书

本发明公开了一种基于应变能的古建木梁破坏位置判别方法，包括以下步骤：确定古建木梁典型截面j、测点i；测量t时刻、t’时刻古建木梁在静荷载作用下典型截面j的对数应变能求各典型截面j的对数应变能增量绝对值Δlog W^j，并按照Δlog W^j从大至小排序，则排序在前的典型截面的破坏概率大于排序在后的典型截面的破坏概率，其中，t时刻与t’时刻的时间间隔为至少使排在第一的典型截面的Δlog W^j0.01，本发明具有在无需知道木梁初始的应力应变状态情况下，实现从微观角度精准分析古建木梁结构破坏易发生位置的有益效果。

技术领域

本发明涉及古建安全评估技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于应变能的古建木梁破坏位置判别方法。

背景技术

木结构建筑是中国古代建筑的主流和传统，延续至今已有6000多年的历史。但是木材作为生物高分子材料，材料会随着时间的延长而发生一些改变，目前，能够直接针对古建进行安全现状评估的方法有目测、尺量法，三维激光扫描法和无损检测法。其中，过于粗放和简单的检测(例如目测、尺量法)，所得出的检测结论不能保证准确性；三维激光扫描法精度高但只能得到古建的外观数据；无损检测是以不破坏被检测对象使用性能为前提的材料性能评估的科学技术，包括应力波法、超声波法、振动法、近红外光谱法、静态弯曲法、X-射线检测法、声发射法、核磁共振法等；在众多无损检测方法中，基于应力应变的无损检测方法只有“基于应变模态的损伤识别”，该方法的原理为在木梁上布置测点，利用应变片测量测点应变，由于损伤引起抗弯刚度EI变小，因而应变片数值在测点处应有突变，从而确定损伤位置。但该方法需要知道木梁初始的应力应变状态，对于古建筑，该要求基本无法实现。

由于我国“古建筑木结构维护与加固技术规范”规定，应对建筑物的微观变形进行监测，因此，如何从微观角度分析古建木梁结构破坏易发生的位置就成为了亟需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于应变能的古建木梁破坏位置判别方法，在无需知道木梁初始的应力应变状态情况下，实现从微观角度精准分析古建木梁结构破坏易发生位置。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于应变能的古建木梁破坏位置判别方法，包括以下步骤：S1、确定古建木梁典型截面j；

S2、分别测量t时刻、t’时刻古建木梁在静荷载作用下各典型截面j的对数应变能

S3、求各典型截面j的对数应变能增量绝对值Δlog W^j，并按照Δlog W^j从大至小排序，则排序在前的典型截面的破坏概率大于排序在后的典型截面的破坏概率，其中，t时刻与t^’时刻的时间间隔为至少使排在第一的典型截面的Δlog W^j0.01。

优选的是，步骤S1中确定古建木梁典型截面j包括：

确定第一截面，具体为：确定梁端截面、跨中截面、糟朽虫蛀部位截面、支撑截面；

确定第二截面，具体为：若相邻两个第一截面间的距离大于300mm，在该相邻两个第一截面间的n等分点处设置第二截面，以使n最小且任意两典型截面间的距离不大于300mm。

优选的是，步骤S1还包括设置各典型截面j的测点i，其中，各典型截面的测点分布相同；

步骤S2中测量t时刻古建木梁在静荷载作用下各典型截面j的对数应变能具体为：测量各测点i的应变并计算各测点i的弹性应变能将典型截面j各测点i的弹性应变能相加，得典型截面j的总弹性应变能并求得各典型截面j的对数应变能其中，E为木材的弹性模量；