[发明专利]一种基于插值反演方式的构件截面内力监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于插值反演方式的构件截面内力监测方法及系统，其通过监测截面上离散点的应力来进行插值拟合出截面整体应力分布，从而计算截面内力。本发明提供的方案完全从实际监测数据出发，辅以构件截面的基本几何物理信息，完全由监测数据本身逆向推断截面内力，全过程不依赖设计结构的有限元计算结果，所得到的截面内力数据是完全基于监测数据的，如此，一方面可以实现监测数据脱离于有限元模型而独立计算，可以对监测结果实时进行评估，时效性强；另一方面可脱离于有限元模型后，计算结果更加贴近与真实情况，可以实时反映结构真实力学性态，并且可以与有限元模型结果进行横向对比。

技术领域

本发明涉及工程监测技术，具体涉及工程监测技术中的构件截面内力监测技术。

背景技术

现行监测系统普遍基于传感器采集到的原始信号量，通过传感器的物理量计算公式独立计算其所在位置的监测物理量(如应变、应力等)。

但是现有的基本技术都是基于传感器所在位置的监测物理量进行直接的评估，没有针对该部分监测物理量对结构构件进行进一步的截面内力计算，故而不能实时反映结构构件的真实力学状态。

在此基础上人们也针对构件截面内力监测给出了多种方案。如：

公开号：CN1266182A的中国发明专利申请，公开了一种建筑结构的工作应力现场检测技术，该方案为一次性检测方法，通过对构件表面进行开槽，测量其释放的应变。

公开号：CN103776578A的中国发明专利申请，公开了一种截面内力测量传感器及标定方法。该方案中给出了一种可用于测量构件截面内力的标定装置。通过将该装置插入到构件中间，并利用应变片测量装置中预设若干细杆的应力来换算构件截面内力。

公开号：102607644A的中国发明专利申请，公开了一种建筑施工监测系统及其监测方法。该方案利用若干温度传感器、应变传感器和位移测量单元组成的传感器单元对结构若干位置点进行测量，监测结果和施工模拟分析计算结果进行对比和修正，以计算为主，监测为辅助修正的方式进行评估。

上述改进方案中，第一种方案只适用于一次性的、破坏性的内力检测，不适用于正在施工、服役的结构。

第二种方案，用于实验室的标定或测试试验，无法直接应用于工程项目。

第三种方案，通过传感器采集的数据对施工模拟分析结果进行修正，截面内力的获取是以有限元计算为主，监测数据为辅。因此，对结构监测数据的处理附加了多项设计约束条件，降低了监测数据的有效性和可靠性。

发明内容

针对现有现有构件截面内力监测技术所存在的问题，需要一种新的构件截面内力监测技术。

为此，本发明的目的在于提供一种基于插值反演方式的构件截面内力监测方法，同时还进一步提供基于插值反演方式的构件截面内力监测系统，本方案可通过传感器采集的应力数据直接反演计算构件截面内力，可有效克服现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的基于插值反演方式的构件截面内力监测方法，其通过监测截面上离散点的应力来进行插值拟合出截面整体应力分布，从而计算截面内力。

进一步地，所述监测方法包括：

S1，根据构件截面类别，在截面上按一定应力监测模式布置应变传感器，测量截面插值点的应变；

S2，根据截面类别和应力监测模式选用截面内力的插值反演计算公式，并计算截面内力。

进一步地，所述监测方法中，基于截面内力符合沿两个主方向正交的线性分布模式，在监测截面上设置若干离散点作为插值点，并且根据不同的截面形状构建对应插值点分布模式，对每一种插值点分布模式，基于截面应力沿两个主轴方向正交线性分布的特性，计算出截面最大内力。