[发明专利]纤维增强复合材料约束混凝土极限压应变概率建模方法

说明书

本发明公开了纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土极限压应变概率建模方法，不仅较好地考虑了FRP约束混凝土极限压应变各影响因素，如混凝土圆柱的直径(D)、混凝土圆柱的高度(H)和实际侧向约束应力(fsubgt;lu,a/subgt;)等，而且经修正后的约束混凝土极限压应变的后验预测值较先验公式计算值更接近试验值，说明了将贝叶斯思想融入FRP约束混凝土极限压应变计算是合理的。通过先验模型计算值、后验模型计算值及试验值相互间的对比分析可知：该预测模型继承了先验信息的完备性和大量试验数据的准确性，能够更准确地计算FRP约束混凝土极限压应变。本发明充分体现了数据挖掘与大数据分析在土木工程中的应用。

技术领域

本发明涉及纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)约束混凝土极限压应变的预测方法，具体是一种纤维增强复合材料约束混凝土极限压应变概率建模方法。

背景技术

纤维增强复合材料(简称FRP)具有轻质、高强、耐腐蚀、施工方便等特点，已广泛应用于土木建筑各类工程中。采用FRP约束圆形截面混凝土构件，其效果优于约束方形或矩形截面构件，这一技术在新建、加固桥梁的墩柱或房屋结构的框架柱中得到了工程印证。在轴向荷载作用下，被约束的混凝土能产生可观的横向变形，使得外包的FRP发生拉伸变形，进而核心混凝土受到FRP的约束而处于三向受压状态，混凝土的受压性能得到显著提高。国内外对FRP约束混凝土圆柱的轴压性能进行了大量的试验和理论分析，提出了多个FRP约束圆形混凝土极限压应变模型。然而，由于应变数据的采集受到试验环境与设备精度等外部因素的影响较大，所得到的模型并不能很好地反映FRP约束圆形混凝土构件的极限压应变；此外，每一类所提出的模型多为在有限的试验样本下获得的，各种模型的适用性有待商榷。为进一步提高模型的预测准确性，本发明通过对已有的试验数据进行数据挖掘与分析，对未知参数进行估计，修正先验模型并建立后验模型，进而提出一种纤维增强复合材料约束混凝土极限压应变概率建模方法，从而更加准确地预测FRP约束混凝土极限压应变。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种纤维增强复合材料约束混凝土极限压应变概率建模方法。

本发明的技术方案是：纤维增强复合材料约束混凝土极限压应变概率建模方法，包括以下步骤：

(1)贝叶斯多元统计概率推断，要使用先验信息和样本信息。先验信息是已有的FRP约束混凝土极限压应变计算方法，样本信息是大量已做的试验数据，从而得到FRP约束混凝土极限压应变后验分布。

(2)根据步骤(1)提出的贝叶斯理论以及极限压应变计算理论，得到FRP约束混凝土极限压应变的预测模型。它在一定基础上纠正了现有确定性模型中的偏差，使预测结果更加接近试验结果。

(3)根据步骤(2)得到的极限压应变预测模型，采用一系列影响FRP约束混凝土极限压应变参数的函数g_i(y)作为修正项。

(4)基于共轭先验分布和方差σ²后验边缘分布，进而来剔除步骤(3)中对整体影响不显著的g_i(y)，从而达到消除参数的目的。

(5)根据步骤(4)中的剔除参数，并结合模型验证和对比分析，得到了FRP约束混凝土极限压应变后验计算公式。

作为优选，所述步骤(1)中，所述样本信息的试验数据库为：