[发明专利]一种预应力混凝土结构的安全评估方法

权利要求书

1.一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立预应力混凝土结构的多尺度有限元精细化模型，提取结构的自然频率与模态振型，与该结构的实际测试结果进行对比并更新有限元模型；

S2：模拟预应力混凝土结构在长期运营荷载和极端荷载下的结构响应，提取结构关键受力构件的应力分布，为传感器的优化布置提供依据；

S3：采用多种智能传感器，监测结构关键受力构件的安全状况，构造监测数据样本集；

S4：采用多种深度学习算法对样本集进行训练，提取监测数据中的有效成份和损伤特征值，实现结构局部的损伤程度和损伤位置准确预测；

S5：将结构的局部损伤状况反映到所建立的多尺度有限元模型上，结合多源监测数据，分析局部损伤对结构关键部位和结构整体承载能力造成的影响，评估预应力混凝土结构的整体安全状况。

2.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于对于预应力混凝土结构的多尺度有限元精细模型，建立关键受力构件的节段精细模型，考虑关键受力构件的时间和空间尺度变化，包括材料特性随时间的退化、环境变量和荷载作用随时间的变化等。

3.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于对于步骤S2的多种智能传感器监测技术，包括：

基于磁弹式应力传感器的预应力筋绝对应力监测，监测由于预应力松弛造成的预应力筋应力水平降低；

基于导波技术的钢筋断裂、锈蚀监测，防止由于预应力混凝土结构内部钢筋的损伤造成整体结构的破坏；

基于机器视觉和图像处理技术的混凝土表面裂缝监测，评估局部裂缝对整体承载能力造成的影响。

4.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于，所述多种深度学习算法包括卷积神经网络、循环神经网络、对抗神经网络、迁移学习。

5.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于，对于图像处理技术，包括图像灰度化、图像直方图均值化、图像中值滤波、图像归一化、图像二值化、图像二值化滤波、图像像素检测。

6.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于，对于损伤特征值，包括预应力筋的应力水平、混凝土内钢筋的损伤程度、混凝土内钢筋的损伤位置、混凝土表面裂缝的长度、混凝土表面裂缝的宽度、混凝土表面裂缝的位置和走向。

7.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于，对于结构关键部位的承载能力，需要对比规范中要求的构件承载能力判断结构关键部位的应力或应变状况是否超过承载力要求。

8.根据权利要求1所述的一种预应力混凝土结构的安全评估方法，其特征在于，对于结构整体承载能力评估，需要判断在荷载和损伤作用下是否存在结构失效行为。