發(fā)布時(shí)間：2021-01-28 14:30

　　型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)連接界面的損傷監(jiān)測(cè)具有重要實(shí)際意義。本文提出一種基于壓電智能材料的型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)界面損傷主動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)方法。在型鋼上翼緣下表面連接件附近粘貼6套鋯鈦酸鉛（Lead Zirconate Titanate, PZT）壓電陶瓷片作為發(fā)射應(yīng)力波的驅(qū)動(dòng)器,并在翼緣板內(nèi)對(duì)應(yīng)位置處布設(shè)7個(gè)智能骨料傳感器以采集經(jīng)由損傷界面?zhèn)鱽?lái)的響應(yīng)信號(hào)。通過(guò)依次松動(dòng)型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)試件中對(duì)稱布置的四顆螺栓,模擬連接界面的損傷狀況,再對(duì)上述損傷狀況下響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域以及小波包能量的對(duì)比分析。由試驗(yàn)結(jié)果分析可知,時(shí)域信號(hào)幅值、頻域信號(hào)幅值以及小波包能量幅值都隨著損傷狀況的加劇出現(xiàn)了明顯的降低,這主要是由于螺栓松動(dòng)導(dǎo)致型鋼與混凝土實(shí)際接觸面積的減小,阻擋了應(yīng)力波的傳播。試驗(yàn)結(jié)果表明基于壓電陶瓷的主動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)方法能夠有效地監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)界面的損傷狀況。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2020,35(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

試驗(yàn)監(jiān)測(cè)原理圖

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了一個(gè)由高強(qiáng)螺栓剪力鍵連接混凝土翼緣板和工字鋼組成的型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)以圓形的PZT-5H型壓電陶瓷片作為驅(qū)動(dòng)器,壓電智能骨料作為傳感器。為了研究剪力連接件造成的型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)界面的損傷,所有壓電陶瓷傳感器均為對(duì)稱布置,其中6個(gè)壓電陶瓷片布置在鋼梁翼緣板下表面的兩側(cè),7個(gè)智能骨料布設(shè)在混凝土翼緣板中的指定位置,試件尺寸以及智能材料布置如圖2和圖3所示�；炷烈砭壈宓拈L(zhǎng)、寬、高分別為300mm、300mm、120mm。試件混凝土翼緣板采用人工攪拌混凝土,混凝土標(biāo)號(hào)為C25,混凝土軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c=11.9MPa,彈性模量E=2.8×104MPa。鋼梁采用Q235鋼,型號(hào)為20a,屈服強(qiáng)度f(wàn)=215MPa,彈性模量E=2.0×105MPa。該試件共布置4個(gè)型號(hào)為M12的高強(qiáng)螺栓連接件,剪力連接件在工字鋼梁兩側(cè)翼緣成對(duì)設(shè)置,布置間距為150mm。為了使型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)中的螺栓剪力鍵與混凝土翼緣板連接更緊密,同時(shí)通過(guò)模擬螺栓松動(dòng)達(dá)到界面損傷的目的,在工字鋼翼緣兩側(cè)的混凝土構(gòu)件內(nèi)設(shè)置高度為50mm的鋼套筒,該鋼套筒內(nèi)部帶有螺紋。圖3 螺栓及壓電材料在型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)中的布置圖

螺栓及壓電材料在型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)中的布置圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3005157