[發明專利]一種測量混凝土梁阻尼比的裝置與方法

有效

• 申請號: 201910297592.0
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110057695B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李悅;李洪文;王子賡;李戰國;金彩云
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/02;G01N3/06;G01M7/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明公開了一種測量混凝土梁阻尼比的裝置與方法。裝置包括底座、螺栓、蓋板、LVDT位移傳感器、磁性支座、混凝土應變片、錘擊儀、加速度傳感器和數據采集儀等。測試方法包括：重錘從指定高度自由下落至混凝土梁上表面，使梁發生振動；加速度傳感器采集梁自由振動的加速度數據，通過阻尼比計算公式得到混凝土梁的阻尼比。本發明在測量過程中可排除人為操作造成的誤差，準確測得混凝土梁的阻尼比。

技術領域

本發明涉及混凝土材料性能測試方法領域，具體涉及一種測量混凝土梁阻尼比的裝置與方法。

背景技術

材料阻尼性能是指材料在振動過程中消耗能量的特性，是衡量材料自身抗震性能的重要指標。在混凝土結構中，能否正確計算混凝土的阻尼對結構設計及其可靠性有重要影響，因此準確測試混凝土的阻尼對結構的抗沖擊、抗震、減震等性能具有重要意義。

目前，常用的測試混凝土阻尼的方法是懸掛法。懸掛法是將混凝土構件的一端固定住，另一端粘貼加速度傳感器，用錘子敲擊混凝土構件或者采用懸掛重物法，使其發生振動，通過振動產生的加速度求得混凝土構件的阻尼比。但此種方法有以下三個缺陷：(1)在固定混凝土構件時，固定端是否牢固沒有判別標準，并且在壓緊過程中，混凝土內應力不斷變化，無法判別其內應力情況，而該內應力會對測試結果產生顯著影響；(2)在試驗過程中，無法確定固定端是否出現松動，導致結果波動性大；(3)加載方式為手動敲擊或者懸掛重物，手動敲擊時，每次敲擊力的大小都會不同，無法確定力的大小是否會對試驗精度造成不利影響；此外，懸掛重物加載時，無法對構件形成一個沖擊荷載，會降低試驗的精度。

為解決上述問題，本發明提出了一種可以準確測量混凝土阻尼比的裝置和方法。該裝置可控制混凝土固定端應變、沖擊荷載的大小及其加載位置；在測試過程中，可監測固定端是否松動，顯著提高了測試精度。

發明內容

本發明采用如下技術方案：

一種測量混凝土梁阻尼比的裝置，包括包括底座、蓋板、螺栓、LVDT位移傳感器、混凝土應變片、磁性支座、錘擊儀、重錘、齒桿、加速度傳感器、滑軌、數據采集儀。

1.所述底座為長1500mm的工字鋼，截面尺寸500×30×30mm。

2.所述蓋板為長350×300×30mm的矩形鋼板，上面對稱分布4個直徑20mm的螺栓孔。

3.所述螺栓直徑20mm，長度300mm。

4.所述LVDT位移傳感器量程±5mm，精度0.05％。

5.所述混凝土應變片電阻值120±1Ω，靈敏系數2.0±1％。

6.所述磁性支座尺寸為50×55×75mm。

7.所述錘擊儀高度2000mm，寬度300mm，底部與滑軌滑動連接，電機功率250W。

8.所述重錘頂部帶有螺紋，直徑30mm，高度分為50mm和100mm兩種規格。

9.所述齒桿長度1000mm，落距范圍300-500mm。

10.所述加速度傳感器測量范圍±50g，頻率響應0.2-12000Hz。

11.所述滑軌為槽型，寬度40mm，高度50mm，長度根據試件尺寸確定。

12.所述位移數據采集儀(13)測量點數為16通道；采樣頻率為0.1Hz～

200KHz；測量類型為每通道可以任意選擇輸入類型，同時接入不同傳感器，保證互不干擾。

13.所述測試步驟如下：

步驟一：在混凝土梁固定端的側面中心粘貼應變片，與數據采集儀相連；