基于压电陶瓷的CFRP加固钢筋砼梁损伤检测试验研究

发布时间：2020-06-30 14:17

【摘要】：碳纤维增强聚合物(CFRP)作为一种强度高、重量轻的先进材料,在钢筋混凝土结构的加固改造领域中取得了较为广泛的应用。由于多种材料的复合效果往往较单一材料更为复杂,且CFRP与混凝土之间的粘结状况对加固构件的承载能力和变形性能起着关键性的作用,因此对CFRP与混凝土之间的界面粘结状况进行实时监测具有十分重要的意义。本文提出了一种基于压电应力波的竖向加载下碳纤维片材加固钢筋混凝土梁界面剥离损伤监测方法,主要包括以下几项内容:(1)本文制作了两根钢筋混凝土梁模型,并分别在其下侧受拉区粘贴碳纤维布与碳纤维板,采用两点加载方式进行竖向加载试验。分别在CFRP片材以及梁对侧粘贴压电陶瓷片并作为驱动器与传感器,对梁的裂缝发展情况以及界面剥离损伤进行监测。(2)分别对压电陶瓷驱动器施加以简谐信号以及扫频信号进行激励,对传感器接收到的信号进行采集并基于正弦幅值与小波包能量法进行分析,并建立相应的损伤指标以对损伤状况进行识别,试验数据与裂缝开展情况吻合良好。试验结果表明本方法可以有效的监测到梁的裂缝损伤发展情况以及碳纤维片材与混凝土之间的界面剥离损伤开展情况,并为预警提供帮助。(3)通过对跨中位置处应变数据以及跨中挠度曲线的分析,可以发现,在碳纤维片材与混凝土梁之间发生重大剥离损伤时,应变-荷载曲线与挠度-荷载曲线无明显变化,并不能对剥离损伤做出识别。通过以上对比表明压电应力波法相较于传统的测量方法有明显的优势。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU375.1
【图文】：

倡议得到越来越多国家与国际组织的积极响应。在“一带一路”的强力推动下，沿线国家基础设施投资与整体呈上升趋势建设，对外承包工程业务整体发展势头良好。而在未来相当长的一段时期内，各国之间互联互通仍将是基础设施建设的重点，公路、铁路、港口、机场等建设依旧保持需求的旺盛，部分国家和地区的城市化发展也为房地产、市政等民生工程提供了长期的发展机遇[2]。然而由于现有结构达到设计使用年限，或者由于设计施工时规范与现有规范不同，无法满足当前规范对安全性、耐久性和适用性等方面的要求，经鉴定需要进行加固[3]。另一方面，由于地震、台风、海啸等外部因素的影响，以及建筑物使用功能的改变，过度使用，结构构件的老化等因素，都将导致建筑结构的安全性和承载能力大大降低[4]。如果直接对以上建筑物进行拆除重建将会对资源造成极大的浪费，于我国可持续发展的基本思想也不相匹配[5]。因此，考虑通过对其进行适当的加固与补强来提高其承载力，使结构在承载力，安全性，耐久性等方面能够满足现有的规范要求，能够做到继续进行服役[6,7]。目前，如何对结构进行合理的加固与补强，已成为土木工程界专家与学者研究的热点问题。

粘钢加固,补强加固,工程

【参考文献】