[發(fā)明專利]基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法和裝置

在審

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• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114577593A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毋光明;石翠萍;李勝利
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/06;G01N3/20;G01N1/28
• 代理公司: 鄭州德勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 蘇志洋

1.一種基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：包括彎曲加載裝置、預(yù)應(yīng)力混凝土試件、力傳感器、應(yīng)變片、聲發(fā)射傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并通過以下步驟實施：

步驟1）安裝：將預(yù)應(yīng)力混凝土試件放置在彎曲加載裝置上，將力傳感器安裝在預(yù)應(yīng)力混凝土試件的施加載荷位置，聲發(fā)射傳感器安裝于預(yù)應(yīng)力混凝土試件底部和側(cè)面的跨中位置，應(yīng)變片粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試件的彎曲部；

步驟2）測量：操作彎曲加載裝置，對預(yù)應(yīng)力混凝土試件進行彎曲試驗，采用數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集并記錄力傳感器的載荷數(shù)據(jù)、采集并記錄聲發(fā)射傳感器的聲發(fā)射數(shù)據(jù)和應(yīng)變片的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)；

步驟3）數(shù)據(jù)處理：將聲發(fā)射數(shù)據(jù)和載荷數(shù)據(jù)進行處理和分析，得到累計聲發(fā)射能量/累計振鈴計數(shù)時間曲線和載荷時間曲線，從累計聲發(fā)射能量/累計振鈴計數(shù)時間曲線中找到斜率第一次突變的點，該點即為預(yù)應(yīng)力混凝土試件所受載荷F_P與預(yù)應(yīng)力混凝土試件底部所受預(yù)壓應(yīng)力的相互抵消點；

步驟4）計算：根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的截面尺寸和預(yù)應(yīng)力混凝土試件底部所受預(yù)壓應(yīng)力與所受荷載Fp的平衡點，即可計預(yù)應(yīng)力混凝土試件的消壓彎矩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：所述的預(yù)應(yīng)力混凝土試件預(yù)先按照實驗規(guī)定的要求進行制作和養(yǎng)護，在試驗前，養(yǎng)護齡期不小于28天。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：所述聲發(fā)射傳感器與預(yù)應(yīng)力混凝土試件粘貼處涂凡士林做耦合劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：聲發(fā)射傳感器在試驗前座“斷鉛”標定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：所述彎曲試驗為三點彎曲實驗或四點彎曲實驗，三點彎曲實驗所對應(yīng)的消壓彎矩計算公式為，四點彎曲實驗所對應(yīng)的消壓彎矩計算公式為。

6.一種基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：包括彎曲加載裝置、預(yù)應(yīng)力混凝土試件、力傳感器、應(yīng)變片、聲發(fā)射傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并通過以下步驟實施：

步驟1）安裝：將預(yù)應(yīng)力混凝土試件放置在彎曲加載裝置上，將力傳感器安裝在預(yù)應(yīng)力混凝土試件的施加載荷位置，聲發(fā)射傳感器安裝于預(yù)應(yīng)力混凝土試件底部和側(cè)面的跨中位置，應(yīng)變片粘貼在預(yù)應(yīng)力混凝土試件的彎曲部；

步驟2）測量：操作彎曲加載裝置，對預(yù)應(yīng)力混凝土試件進行彎曲試驗，采用數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集并記錄力傳感器的載荷數(shù)據(jù)、采集并記錄聲發(fā)射傳感器的聲發(fā)射數(shù)據(jù)和應(yīng)變片的應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)；

步驟3）數(shù)據(jù)處理：將聲發(fā)射數(shù)據(jù)和應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)進行處理和分析，得到累計聲發(fā)射能量/累計振鈴計數(shù)時間曲線和應(yīng)變時間曲線，從累計聲發(fā)射能量/累計振鈴計數(shù)時間曲線中找到斜率第一次突變的點，該點所對應(yīng)的彎矩即為預(yù)應(yīng)力混凝土試件的消壓彎矩；

步驟4）計算：根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的應(yīng)變數(shù)據(jù)和預(yù)應(yīng)力混凝土試件的尺寸，即可計預(yù)應(yīng)力混凝土試件的消壓彎矩，公式中：E為彈性模量，ξ為測點應(yīng)變，I_z為試件的截面慣性矩，y為試件形心到測點截面的距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：所述的預(yù)應(yīng)力混凝土試件預(yù)先按照實驗規(guī)定的要求進行制作和養(yǎng)護，在試驗前，養(yǎng)護齡期不小于28天。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：所述聲發(fā)射傳感器與預(yù)應(yīng)力混凝土試件粘貼處涂凡士林做耦合劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定方法，其特征在于：聲發(fā)射傳感器在試驗前座“斷鉛”標定。

10.一種基于聲發(fā)射的預(yù)應(yīng)力混凝土梁消壓彎矩的確定裝置，其特征在于：包括彎曲加載裝置、力傳感器、應(yīng)變片、聲發(fā)射傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，所述彎曲加載裝置為三點彎曲實驗裝置或四點彎曲實驗裝置，所述力傳感器用于安裝在彎曲加載裝置相對試件的施加載荷位置，所述聲發(fā)射傳感器用于安裝于試件的底部和側(cè)面的跨中位置，所述應(yīng)變片用于粘貼在試件的彎曲部。