【摘 要】
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在混凝土框架结构中,节点是受力的关键部位,其安全可靠是保证框架结构正常工作的前提,所以有必要在节点服役过程中对其进行健康监测。声发射技术具有灵敏度高、可以实时动态检测的优点,在材料性能评价和结构损伤识别中具有广阔应用前景。本文基于声发射技术揭示了声发射信号在混凝土中的传播特性,开展了不同强度混凝土试块单轴压缩试验,建立了基于声发射撞击数的混凝土损伤因子用于描述混凝土受压过程,进行了混凝土框架节点低
【基金项目】
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福建省高校产学合作重点课题《基于非对称配筋节点的型钢混凝土转换层结构关键技术及其产业化》；
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在混凝土框架结构中,节点是受力的关键部位,其安全可靠是保证框架结构正常工作的前提,所以有必要在节点服役过程中对其进行健康监测。声发射技术具有灵敏度高、可以实时动态检测的优点,在材料性能评价和结构损伤识别中具有广阔应用前景。本文基于声发射技术揭示了声发射信号在混凝土中的传播特性,开展了不同强度混凝土试块单轴压缩试验,建立了基于声发射撞击数的混凝土损伤因子用于描述混凝土受压过程,进行了混凝土框架节点低周往复荷载试验,提出了基于声发射参数的混凝土框架节点整体评估方法,实现了混凝土框架节点损伤状态初步判别。研究结果可为促进声发射技术应用在混凝土结构检测领域提供理论基础。主要研究内容及成果如下:（1）本文基于声发射传播原理结合混凝土板断铅试验揭示了声发射信号在混凝土中的传播特性;明确了混凝土声发射检测系统参数（门槛值、峰值鉴别时间、撞击鉴别时间、撞击锁闭时间等）的最优设置;建立了声发射信号振幅与传播距离的关系曲线,综合考虑声发射衰减特性和信号特征提取需求,建议声发射传感器的最优布置距离为650mm以内。（2）开展了3种强度的混凝土试块单轴压缩试验,结合声发射技术,探明了混凝土材料在受压作用下的声发射撞击数及频谱特征;将声发射撞击数用于表征混凝土内部裂缝演化过程,混凝土受压过程声发射撞击数发展趋势可概括为“两峰值,三阶段”,声发射高频信号（80～120 k Hz）的密集出现和急速衰减可分别用于表征混凝土裂缝初步开展和即将破坏;提出了基于声发射撞击数的混凝土损伤因子,实现了混凝土在不同应力水平下的损伤程度评价。（3）开展了基于声发射技术的低周往复荷载作用下混凝土框架节点损伤监测试验。研究结果表明:声发射能量和累积撞击数变化规律与节点内部损伤的统计分布规律一致;提出了基于声发射参数的混凝土框架节点损伤整体评估方法。其中,建立的基于声发射撞击数的损伤模型可对节点损伤过程进行量化评价,评价结果与Park-Ang损伤模型评价结果基本一致;提出的速率参数可用于初步判别节点损伤状态,混凝土框架节点试验中裂缝分布及对应的有限元模型中混凝土损伤云图均验证了损伤状态判别的准确性。
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