环境变化对钢筋混凝土板动力性能的影响

论文摘要

随着土木工程技术的发展,结构损伤检测在工程中得到了越来越广泛的应用。一些基于结构振动性能的检测技术也获得了越来越多的发展。它是通过测量得到的结构振动特征参数的大小和变化,判断结构的强度或缺陷。然而,由于环境中温度的变化,结构模型的自振频率在一天内不同时间变化显著。结构的自振频率受结构损伤和环境变化这两个方面的影响。因此,从结构损伤动力分析的角度出发,研究环境变化对结构自振频率的影响非常必要。特别是量化环境因素对基于结构动力性能的结构检测和监测的影响有着重要的理论与工程应用价值。环境因素对结构动力性能的影响是复杂且微妙的。这是因为环境中温度与湿度等因素的变化慢慢地影响着结构内的温度,湿度和阻尼,是一个渐变的过程。环境因素是变化中的主动因素,而结构是被动的,环境因素与结构两者之间必然存在一定的滞后。而在实际工程中,我们仅能测量得到环境因素的变化,但对于结构内部温度,湿度等因素的变化不能通过测量直接得到。因此,有必要研究环境因素与结构内部性能的关系,从而实现利用工程中环境因素的数据得到结构内部性能的变化。基于此,本论文主要考虑环境因素中的温度因素与结构内部温度的变化关系,从实际工程中会遇到的问题出发,研究环境中温度因素对钢筋混凝土板内部温度及其振动频率的影响。主要研究内容包括:通过试验所得数据,建立钢筋混凝土板内部温度与振动频率间的关系;分析环境温度与钢筋混凝土内部温度之间的关系,并建立分析模型来描述这一滞后现象;建立一维热传导模型,推导板内各点在不同时刻的温度,并与测量值比较。最后,通过对试验数据的分析,得出结构的各阶自振频率随着温度的升高而降低等结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 环境因素对结构振动性能影响的研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 钢筋混凝土板动力性能与其温度的关系的试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法
• 2.3 实验步骤
• 2.4 实验结果及分析
• 2.5 本章小结
• 3 混凝土由于热传导引起的温度滞后特性对自振频率的影响
• 3.1 引言
• 3.2 数据采集
• 3.3 数据分析
• 3.4 环境温度与钢筋混凝土板内温度推导模型的研究
• 3.5 推导模型的建立
• 3.6 本章小结
• 4 钢筋混凝土热传导模型的研究与分析
• 4.1 引言
• 4.2 热传递机理
• 4.3 热传递模型和方程
• 4.4 热传导方程的求解
• 4.5 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 未来工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表的论文
• 附录2 攻读学位期间参与的科研项目