[發明專利]基于聲發射振鈴計數的鋼筋混凝土受彎構件的剛度評估方法

有效

• 申請號: 201710575773.6
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107345875B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 門進杰;賀青青;任如月;周琦;蘭濤;史慶軒
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N29/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種基于聲發射振鈴計數的鋼筋混凝土受彎構件的剛度評估方法，通過對鋼筋混凝土受彎構件施加荷載，得到聲發射振鈴計數變化曲線；鋼筋混凝土受彎構件受荷載造成構件承載力降低，且鋼筋混凝土受彎構件內部的微裂紋處于開裂臨界狀態，通過聲發射振鈴計數變化曲線評估鋼筋混凝土受彎構件的剛度；計算鋼筋混凝土受彎構件在不同受力階段的聲發射累計振鈴計數N；根據推導的振鈴計數N和構件剛度公式，計算鋼筋混凝土受彎構件在不同受力階段的線剛度K，進而得到剛度B。發明方法涉及到的計算參數物理意義明確，便于測量，同時利用聲發射特征參數量化鋼筋混凝土受彎構件的剛度，為鋼筋混凝土受彎構件的剛度分析或評估提供了一種新的途徑。

技術領域

本發明屬于聲發射監測領域，是一種基于聲發射振鈴計數的鋼筋混凝土受彎構件的剛度評估方法。

背景技術

聲發射(AE)檢測是一種動態無損檢測方法，被探測到的能量來自被檢驗物體本身，而不像其他檢測方法是由檢測儀器提供的。聲發射檢測能夠整體檢測和評價整個結構中缺陷狀態并提供缺陷隨載荷等外變量而變化的實時或連續信息。在混凝土結構中，聲發射是混凝土材料發生斷裂和缺陷等引起局部應變能快速釋放而產生的瞬時彈性波，是混凝土損傷過程的伴生現象。因此，聲發射能夠記憶結構破壞歷史，用破壞過程中產生的AE信號評估結構損傷程度是可行的。因此，研究人員一直在致力于研究聲發射參數與混凝土損傷變量之間的耦合關系等。然而，如何利用AE信號來定量評估鋼筋混凝土構件的剛度變化情況，目前尚缺少有效的手段。本發明就是在這種背景下提出的一種基于聲發射振鈴計數的鋼筋混凝土受彎構件的剛度評估方法，計算方法涉及到的參數物理意義明確，便于測量，為鋼筋混凝土構件的剛度分析或評估提供了一種新的途徑。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的在于提供一種基于聲發射振鈴計數的鋼筋混凝土受彎構件的剛度評估方法，是一種計算參數物理意義明確，便于測量，可操作性強的計算方法，同時利用聲發射特征參數量化評估混凝土受彎構件的剛度，為鋼筋混凝土受彎構件的剛度分析或評估提供了一種新的途徑。

本發明是通過下述技術方案來實現的。

基于聲發射振鈴計數的鋼筋混凝土受彎構件的剛度評估方法，包括如下步驟：

步驟1，通過對鋼筋混凝土受彎構件施加荷載，得到聲發射振鈴計數變化曲線；

步驟2，鋼筋混凝土受彎構件受荷載造成構件的承載力降低，且鋼筋混凝土受彎構件內部的微裂紋處于開裂的臨界狀態，通過聲發射振鈴計數變化曲線評估鋼筋混凝土受彎構件的剛度；

步驟3，根據聲發射振鈴計數變化曲線，計算受彎構件在不同受力階段的聲發射累計振鈴計數N；

步驟4，根據推導的振鈴計數N和構件剛度公式，計算鋼筋混凝土受彎構件在不同受力階段的線剛度K，進而得到鋼筋混凝土受彎構件在不同受力階段的剛度B。

進一步，所述施加荷載是跨中集中荷載，同時在溫度應力、沖擊荷載作用下也同樣可以實現。

進一步，所述受彎構件在不同受力階段的線剛度K是指從構件剛開始受力到構件屈服之前的任意階段。

進一步，所述受彎構件在不同受力階段的線剛度公式如下所示：

式中，N為鋼筋混凝土受彎構件在不同受力階段的聲發射累計振鈴計數，N_m為鋼筋混凝土受彎構件在屈服點的聲發射累計振鈴計數，γ為試驗參數，由跨中撓度和AE振鈴計數的線性關系得到，G_f為混凝土的斷裂能參數，S_m為構件橫截面面積，n為受拉鋼筋數量，E_s為鋼筋的彈性模量，A_s為鋼筋的截面面積，為幾何參數，由跨中撓度和最大裂縫寬度的線性關系得到，l_m為裂紋平均間距。