基于壓電陶瓷的型鋼混凝土柱界面缺陷識(shí)別研究.pdf

1、近年來(lái)，大量的設(shè)計(jì)高度在600米左右的超高層建筑正在中國(guó)建設(shè)。由于具備優(yōu)良的力學(xué)性能，承載能力高，延性好，抗震性能好，具有傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)所不可以比擬的優(yōu)點(diǎn)，型鋼混凝土柱已經(jīng)被廣泛用作超高層建筑豎向承載力構(gòu)件。隨著型鋼混凝土柱截面的增加，兩個(gè)方向的豎向鋼板與水平方向的橫隔板往往會(huì)形成獨(dú)立的腔體，呈現(xiàn)出截面尺寸大型化以及形狀不規(guī)則化的特點(diǎn)。由于大體積混凝土在養(yǎng)護(hù)凝固后，可能會(huì)存在收縮，柱芯混凝土與鋼板界面粘結(jié)狀況及混凝土與橫

2、隔板界面剝離缺陷，一直是一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。
　　由于構(gòu)件的不規(guī)則性，傳統(tǒng)的超聲檢測(cè)方法難以有效的對(duì)缺陷進(jìn)行識(shí)別，界面性能的監(jiān)測(cè)及剝離缺陷的識(shí)別仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。壓電陶瓷智能材料集驅(qū)動(dòng)傳感于一身，并且具有響應(yīng)速度快、靈敏度高，頻響范圍寬以及線性關(guān)系好等優(yōu)點(diǎn)，為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)界面缺陷識(shí)別提供了新思路。本文提出了一種基于壓電陶瓷的復(fù)雜多腔型鋼混凝土柱界面剝離缺陷識(shí)別方法，并開(kāi)展比例模型試驗(yàn)和應(yīng)用研究。具體工作包括以下幾個(gè)方面

3、：
　?。?）在介紹了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器、傳感器的制作方法和流程的基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了基于嵌入式壓電驅(qū)動(dòng)和傳感的鋼骨混凝土界面剝離缺陷監(jiān)測(cè)方法，并解釋了激勵(lì)信號(hào)的選取和測(cè)量信號(hào)的分析處理方法。
　　（2）設(shè)計(jì)制作了一個(gè)具有人工模擬界面剝離的具有三個(gè)不規(guī)則腔體的復(fù)雜型鋼混凝土實(shí)驗(yàn)柱，將一定數(shù)量的嵌入式壓電功能元安裝在試驗(yàn)柱鋼板附近，作為驅(qū)動(dòng)器，將粘貼式壓電陶瓷片粘貼在鋼板表面，作為傳感器。分析壓電陶瓷傳感器在正弦信號(hào)激勵(lì)下的幅值及掃頻

4、信號(hào)激勵(lì)下的小波包能量。結(jié)果表明：處于界面剝離區(qū)域的壓電傳感器所接收的正弦信號(hào)幅值及掃頻信號(hào)下的小波包能量明顯小于未剝離區(qū)域，界面剝離缺陷被成功檢測(cè)識(shí)別。驗(yàn)證了本文所提出的方法對(duì)型鋼混凝土柱中混凝土與型鋼之間界面剝離缺陷識(shí)別的有效性。
　?。?）在比例模型試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，利用本文所提出的方法，利用嵌入式壓電功能元以及壓電陶瓷片對(duì)某一在建的超高層建筑中不規(guī)則型鋼混凝土柱界面粘結(jié)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。兩次監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：監(jiān)測(cè)結(jié)果吻合程度很好，