基于压电阻抗效应的钢筋套筒灌浆连接缺陷识别技术研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:AQ0305
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随着我国建筑产业的转型升级,装配式混凝土结构在我国得到大力推广。作为装配式混凝土结构节点连接主要方式的钢筋套筒灌浆连接,在灌浆过程中常因施工因素造成灌浆不饱满的缺陷,影响结构的整体性能和抗震性能。针对这一缺陷目前国内尚未形成有效的检测技术,这已然制约了装配式混凝土结构在我国的推广。
  本文利用压电阻抗技术对套筒灌浆饱满度缺陷进行了识别试验研究。首先分析了套筒灌浆饱满度缺陷形成机理,从理论上分析了利用压电阻抗技术识别套筒灌浆饱满度的可行性。然后设计制作了36个套筒试件,研究了灌浆料饱满度、灌浆料流动状态以及压电片布置位置对电导信号的影响,得到了灌浆料流动状态下电导信号与灌浆饱满度的关系曲线,以及灌浆料硬化后电导信号与灌浆饱满度的关系曲线,并采用三种常用统计方法:均方根偏差(RMSD)、均方根(RMS)和协方差(Cov)对试验数据进行处理,从电导信号频谱变化和统计指标变化两方面提出了套筒灌浆饱满度缺陷识别指标。最后利用压电阻抗技术对两个装配式工程进行了测试应用。通过研究得到以下主要结论:
  (1)如果以灌浆完毕时电导信号曲线为基准,当灌浆料处于流动状态时,可以将波峰处谐振频率向增大的方向偏移、电导峰值上升作为识别套筒灌浆不饱满的指标;相反地,在后期检测中,如果以灌浆前电导信号曲线为基准,当灌浆料硬化后,可以将波峰处谐振频率向增大的方向偏移作为识别套筒灌浆饱满的指标。
  (2)测试效果与压电片布置位置有关。对比发现,布置在试件上部的压电片测试效果比较理想。因此,采用压电阻抗技术对套筒灌浆饱满度缺陷进行检测时建议将压电片布置在构件套筒连接区域上部。
  (3)采用均方根偏差(RMSD)、均方根(RMS)和协方差(Cov)三种统计方法对试验数据进行处理发现:RMSD方法在套筒灌浆饱满度缺陷识别方面比较稳定可靠。如果以灌浆完毕时电导信号曲线为基准,可以将RMSD指标增大作为识别套筒灌浆不饱满的有效指标。相反地,如果以灌浆前电导信号曲线为基准,计算灌浆料硬化后RMSD指标,可以将RMSD指标增大作为识别套筒灌浆饱满的有效指标。
  (4)通过对装配式框架柱和剪力墙结构套筒灌浆饱满度的实际工程测试应用发现:现场测试结果与试验结果相符,但现场测试应优先选择较高的测试频段。
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