利用pztcfrp钢筋混凝土结构剥离损伤识别的研究

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1、■l，●1』111声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料．与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者始辩日期：Zo，／年』z．月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：印学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学(或

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3、整分辫神观赏利会tI·，俐筋抛凝l：结构业筑朴m¨r结构耐久悱、化一节脚蚀、，R载力增血l需求以及‘世州立桠。}I的缺徉，等原凶滞要避行一定程度的加川。碳纤维增强复合材料(CFRP)由r强度高、最城轻、适应

4、矗『J“等特点．成为I：奉r程修复和加阍工j!【l!中引人注fI的特代材料。然而，只有保证CFRP材科和加饲】：体结构有了

5、Ⅱ靠的粘结．爿能得到预期的圳羽教果。剥离破爿、妊CFRP加阎结构时常见的破坏方式．一出贫q二剥离破坏．预期的加嘲效果将受到影l咖．不仪造成了材料浪赞，而且被加固结构也存在安全胁忠。本文最

6、点利用Jlt'tl陶瓷钾能材料与尤损检测(NDT)技术牛

7、_【结合的疗法对剥离损伤进行识别，提lji『预防剥离破坏的发生。￡要乜括以F内容：第一部分，利用n三电陶瓷对CFRP加嘲的混凝jt柱的剥离损伤进行试验研究．以确定损伤的位雠和程度。将‘纽』K电陶瓷(如销钛酸铅，简称PzT)预埋在小体秘混凝土中·制成“钾能骨料”．并将其预埋在混凝l：柱内的指定位臀。柱表面进行CFRP加同处理井在指定位_；；51世置模拟剥离拭伤区域。将_!．j一纽PZT片粘贴在具有人工剥离损伤处的表tfli。,NJr]扫频波对具有预先设定剥离

8、隧域的CFRPJJIrI：,1_；}匹凝七试件进行试验，其中三个预埋的“智能骨料”作为作动器．表面粘贴的PzT作为传感器。对接收到的检测信号进}t信号处理，利『『JFourier频辩分析与定义的两个堆{孙波包分析的损伤指标进行汁算，不但成功的对剥离l蔓唬攒伤进行识剐，

9、『iii吐定义的损伤指标埘试仲剥离损伤程度也表现了足够的灵敏度。第二f}【f分，通过现代声学时『¨J反转概念将导波传播应『玎到碳纤维加周钢筋混凝土结构局部剥离损伤缺陷的班别巾。为了有效捕述剥离损伤，定义了两个损伤指数：豫和SYM。利月I粘贴托CFR

10、P表lf

11、i的PZT片产‘卜和接收超声导波，井计·个CFRP加固钢筋混凝L粱进做了试验。在CFRP加嗣的区域做了人工模拟的剥离搅伤．通过选择合适的窄带波激励信号和有效的信号处理，试验结果表明了该方法的可行性．剥离损伤的位置和损伤程度都可以用这两个损伤指数很好的表选。第二部分，采用大型通用有限元分析软件ANSYSll．0对本文所采用时间反转法试验过程进行非线性有跟元数值模拟计算。主要完成了两个模型的模拟分析．一十是没有存在剥离损伤的模型．令一个为设鬻了一个矩形剥离损伤区域的模型。通过施加激励波彤的位移，采用牌态分析

12、，井通过MATLAB软件进行了数据的处理．比较两者的区别．培历和试验结果进行比较，数值分析结果和试验结果一致。关键词：碳纤维增强材料(cF肿)：剿离损伤：损伤识别：压电陶瓷(PZT)；损伤指数；小波包分析；时间反转法：有限元分析AbstractInmodt．q．nsociety，reinthrcedconcretebuildingsandstructuresoftenneedtobereinfofcedbecauseolstructuraldurability，chemicaIcon'osion．tileincr

13、easingofworking10ad．dethctslndesignandconstruction，andotherreasonsCarbonfiber-reinthrcedpolymer(CFRP)compositematerialshavebecomeanattractivealtematematerialforreta'ofilandrehabilitationo