损伤钢筋混凝土简支梁模态频率变化规律试验研究

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1、四川建筑科学研究第37卷第2期SichuanBuildingScience2011年4月损伤钢筋混凝土简支梁模态频率变化规律试验研究薛刚，李奉阁，刘海生(内蒙古科技大学建筑与土木工程学院，内蒙古包头014010)摘要：设计了12根钢筋混凝土简支梁，进行了逐级加荷一卸荷试验，每次卸荷后，测试梁的动力特性并进行模态分析，得到不同加载条件下梁的自振频率，对频率进行统计分析，得到不同承载状况下RC梁模态频率均值及方差，对频率均值进行了置信区间估计。此外，通过曲线拟合，得到了模态频率的变化量和外荷载之间的关系曲线。关键词：钢筋混凝土梁；损伤；频率；试验中图分类号：TU375文献标识码：A文章编

2、号：1008—1933【2011)o2—046一o3ExperimentstudyonmodalfrequencyvariationregulationsfordamagereinforcedconcretebeamsXUEGang，LIFengge，LIUHaisheng(SchoolofArchitectureandCivilEngineering，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China)Abstract：Dynamictestiscarriedon12RCbeams，whichissubj

3、ectedtoanincreasingstaticloadinthemiddletointroducecracks．Aftereachloadstep，unloading，andallexperimentaldynamicmonitoringisperformedonthebeam，thenreloadingtothenextstep．Modalanalysisiscarriedoutonbeamsundereachloadstep，andbeamfrequencycorrespondingtOdiferentdamagestagesaredemonstrated．Withthema

4、thematicalstatisticsmethod，meanvalueandstandarddeviationofbeam~equencyreductionrateisgiven，whichconfidenceintervalsareestimated．Furthemore，relationshipbetweenbeamfrequencyreductionandloadisalsofoundbycurvefitting．Keywords：RCbeams；damage；~equeney；experimentL12，跨度均为21'I1。在纵向钢筋跨中，1／4跨处对0引言称布置电阻应变片

5、，测量纵向钢筋应变。表1为试梁的破坏程度变化时，其动力特性随之变化。件设计参数。采用机械搅拌混凝土，混凝土配合比有很多学者对承弯结构的动力特性进行了有限元分为：1m混凝土PC325水泥340kg；水175kg；砂析或用匀质材料进行了试验研究。混凝土是非730kg；石子1200kg。线性材料，钢筋混凝土梁的荷载、几何参数与物理参表1试件设计参数Table1Designparametersofthespecimens数具有一定的随机性，其破坏具有一定的离散性，如果将数值仿真研究成果或匀质材料试验得出的结论直接用在混凝土结构动态检测中，有失妥当。钢筋混凝土梁在实际工程中应用普遍，相对于钢筋

6、混凝土梁的其他力学性能，其动力特性变化规律的试验研究还未达到成熟阶段。为此，本文设计了12根钢1．2试验装置及测试方法筋混凝土简支梁，研究钢筋混凝土梁破坏过程中模试件的频率较高，因而支座的刚度要足够大，否态频率的变化规律。则会影响梁的实测频率。为消除支座刚度对试件本1RC梁动测试验概况身动力特性的影响，本文采用图1所示试验装置。1．1试件设计采用千斤顶作为加载设备，反力由钢结构门架提供，试件为l2根钢筋混凝土简支梁，编号为Ll一千斤顶上安放荷载传感器。试件置于滚轴式铰支座上，滚轴放在开有V形槽的钢板上，滚轴直径50收稿日期：2009-05—15mm，钢垫板放在平整地坪上，以减少人工锤

7、击试件作者简介：薛刚(1968一)，男，内蒙古包头人，工学博士，教授，研时支座对梁的动力特性产生的影响，滚轴式铰支座究方向：工程结构损伤检测。基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目(20080404MS0706)中心线距离为2m。在1／4梁跨处受拉钢筋埋设电E—mail：xuegang一2008@126．com阻应变片，以测试钢筋的应变状态。在跨中逐级施薛刚，等：损伤钢筋混凝土简支梁模态频率变化规律试验研究47加集中荷载，每级荷载为极限荷载的5％～10％，