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Nondestructive Assessment of Reinforced Concrete Structures Based on Fractal Damage Characteristic / Cao, Maosen in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) . - 924-931 p. Titre : Nondestructive Assessment of Reinforced Concrete Structures Based on Fractal Damage Characteristic Titre original : Evaluation non Destructive des Structures en Béton Renforcées Basées sur la Caractéristique de Dommages de Fractale Type de document : texte imprimé Auteurs : Cao, Maosen, Auteur ; Ren, Qingwen, Auteur ; Qiao, Pizhong Article en page(s) : 924-931 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damage  Concrete  structures  Concrete  Reinforced  Damages  Assessments  Fractals  Dommages  Structures  en  béton  Béton  armé  Evaluations  Fractales Index. décimale : 621.34/624 Résumé : Nondestructive damage assessment of civil engineering structures has become a focus of increasing interest for recent decades. Its core is to extract effective damage characteristic information capable of reflecting structural damage status. In this study, fractal theory is adopted to extract the fractal damage characteristic factors of a reinforced concrete structure by characterizing its surface-crack distributions. The concentrated and even load spaces are generalized as applicable spaces for employing fractal-to-structural damage assessment. As demonstrated in the damage assessment of reinforced concrete beams under four-point bending and aged crossbeams of an operation bridge in a sluice, the surface-crack distributions of reinforced concrete structures exhibit monofractal character in the concentrated load space, and multifractal character in the even load space. The physical damage interpretations of the extracted monofractal and multifractal damage characteristic factors in the respective load spaces are then established by analyzing the correlations between the monofractal dimension and the natural frequency, and between the multifractal singular spectrum and the average carbonized depth and residual material intensity, respectively. The closely linear fitting relationships between the fractal quantities and traditional damage characteristic factors indicate that the fractal (i.e., monofractal and multifractal) quantities can serve as viable and novel damage characteristic factors in the online damage assessment of concrete structures. It is significant that the proposed fractal damage characteristic factors overcome some disadvantages of traditional damage characteristic factors in practical applications, and they extend the technique of fractal into the meaningful damage assessment of reinforced concrete materials. L'Evaluation de dommages non destructive des structures de génie civil est devenue un centre d'intérêt croissant pendant des décennies récentes. Son noyau doit extraire l'information caractéristique de dommages efficaces capable de refléter le statut structural de dommages. Dans cette étude, la théorie de fractale est adoptée pour extraire les facteurs caractéristiques de dommages de fractale d'une structure en béton renforcée en caractérisant ses distributions de surface-fente. Concentrée et même les espaces de charge sont généralisés comme les espaces applicables pour utiliser l'évaluation de dommages de fractale-to-structural. Comme démontré dans l'évaluation de dommages des faisceaux concrets renforcés sous le recourbement de quatre-point et des traverses âgées d'un pont d'opération dans une écluse, les distributions de surface-fente des structures en béton renforcées montrent le caractère monofractal dans l'espace concentré de charge, et le caractère multifractal dans l'espace égal de charge. Les interprétations physiques de dommages des facteurs caractéristiques extraits de dommages monofractal et multifractal dans les espaces respectifs de charge sont alors établies en analysant les corrélations entre la dimension monofractal et la fréquence normale, et entre le spectre singulier multifractal et l'intensité matérielle carbonisée moyenne de profondeur et résiduelle, respectivement. Les rapports convenables étroitement linéaires les facteurs caractéristiques entre les quantités de fractale et dommages traditionnels indiquent que les quantités de fractale (c.-à-d., monofractal et multifractal) peuvent servir de facteurs caractéristiques viables et de roman de dommages dans l'évaluation de dommages en ligne des structures en béton. Il est significatif que les facteurs caractéristiques proposés de dommages de fractale surmontent quelques inconvénients des facteurs caractéristiques de dommages traditionnels dans des applications pratiques, et ils prolongent la technique de la fractale dans l'évaluation de dommages signicative des matériaux concrets renforcés. En ligne : cmszhy@163.com, qingwenren@163.com, qiao@wsu.edu [article] Nondestructive Assessment of Reinforced Concrete Structures Based on Fractal Damage Characteristic = Evaluation non Destructive des Structures en Béton Renforcées Basées sur la Caractéristique de Dommages de Fractale [texte imprimé] / Cao, Maosen, Auteur ; Ren, Qingwen, Auteur ; Qiao, Pizhong . - 924-931 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) . - 924-931 p. Mots-clés : Damage  Concrete  structures  Concrete  Reinforced  Damages  Assessments  Fractals  Dommages  Structures  en  béton  Béton  armé  Evaluations  Fractales Index. décimale : 621.34/624 Résumé : Nondestructive damage assessment of civil engineering structures has become a focus of increasing interest for recent decades. Its core is to extract effective damage characteristic information capable of reflecting structural damage status. In this study, fractal theory is adopted to extract the fractal damage characteristic factors of a reinforced concrete structure by characterizing its surface-crack distributions. The concentrated and even load spaces are generalized as applicable spaces for employing fractal-to-structural damage assessment. As demonstrated in the damage assessment of reinforced concrete beams under four-point bending and aged crossbeams of an operation bridge in a sluice, the surface-crack distributions of reinforced concrete structures exhibit monofractal character in the concentrated load space, and multifractal character in the even load space. The physical damage interpretations of the extracted monofractal and multifractal damage characteristic factors in the respective load spaces are then established by analyzing the correlations between the monofractal dimension and the natural frequency, and between the multifractal singular spectrum and the average carbonized depth and residual material intensity, respectively. The closely linear fitting relationships between the fractal quantities and traditional damage characteristic factors indicate that the fractal (i.e., monofractal and multifractal) quantities can serve as viable and novel damage characteristic factors in the online damage assessment of concrete structures. It is significant that the proposed fractal damage characteristic factors overcome some disadvantages of traditional damage characteristic factors in practical applications, and they extend the technique of fractal into the meaningful damage assessment of reinforced concrete materials. L'Evaluation de dommages non destructive des structures de génie civil est devenue un centre d'intérêt croissant pendant des décennies récentes. Son noyau doit extraire l'information caractéristique de dommages efficaces capable de refléter le statut structural de dommages. Dans cette étude, la théorie de fractale est adoptée pour extraire les facteurs caractéristiques de dommages de fractale d'une structure en béton renforcée en caractérisant ses distributions de surface-fente. Concentrée et même les espaces de charge sont généralisés comme les espaces applicables pour utiliser l'évaluation de dommages de fractale-to-structural. Comme démontré dans l'évaluation de dommages des faisceaux concrets renforcés sous le recourbement de quatre-point et des traverses âgées d'un pont d'opération dans une écluse, les distributions de surface-fente des structures en béton renforcées montrent le caractère monofractal dans l'espace concentré de charge, et le caractère multifractal dans l'espace égal de charge. Les interprétations physiques de dommages des facteurs caractéristiques extraits de dommages monofractal et multifractal dans les espaces respectifs de charge sont alors établies en analysant les corrélations entre la dimension monofractal et la fréquence normale, et entre le spectre singulier multifractal et l'intensité matérielle carbonisée moyenne de profondeur et résiduelle, respectivement. Les rapports convenables étroitement linéaires les facteurs caractéristiques entre les quantités de fractale et dommages traditionnels indiquent que les quantités de fractale (c.-à-d., monofractal et multifractal) peuvent servir de facteurs caractéristiques viables et de roman de dommages dans l'évaluation de dommages en ligne des structures en béton. Il est significatif que les facteurs caractéristiques proposés de dommages de fractale surmontent quelques inconvénients des facteurs caractéristiques de dommages traditionnels dans des applications pratiques, et ils prolongent la technique de la fractale dans l'évaluation de dommages signicative des matériaux concrets renforcés. En ligne : cmszhy@163.com, qingwenren@163.com, qiao@wsu.edu