基于压电阻抗的钢骨混凝土结构界面缺陷监测研究

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1、学校代号10532学号S1301W1076分类号TG115.28密级公开ka工程硕士学位论文基于压电阻抗的钢骨混凝土结构界面缺陷监测研究学位申请人姓名舒志方培养单位土木工程学院导师姓名及职称许斌教授张友亮高工学科专业建筑与土木工程研究方向结构健康监测论文提交日期2015年06月01日学校代号：10532学号：S1301W1076密级：公开湖南大学工程硕士学位论文基于压电阻抗的钢骨混凝土结构界面缺陷监测研究学位申请人姓名：舒志方导师姓名及职称：许斌教授张友亮高工培养单位：土木工程学院专业名称：建筑

2、与土木工程论文提交日期：2015年06月01日论文答辩日期：2015年06月04日答辩委员会主席：汪梦甫教授InterfacedebondingdetectionforsteelreinforcedconcretecolumnwithPZTimpedancebySHUZhifangB.E.(HunanUniversity)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineer

3、inginCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXUBinSeniorEngineerZHANGYouliangMay,2015湖南大学学位论文原创牲声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均已在文中明确方

4、式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：／占＾日期：年会月ｆｃ日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分巧容编＇入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和；亡编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后遣用本授权书＝２、不保密口。上相应方框

5、内打＂Ｖ‘（请在Ｗ）ｙ反Ａ作者签名：日期：年月日＞￡导师签名：日期年＾月／日基于压电阻抗的钢骨混凝土结构界面缺陷监测研究摘要近年来，中国的超高层建筑发展迅猛，很多在建的超高层高度超过了600米。钢骨混凝土柱由于具有承载能力高、变形能力和延性好、地震作用下耗能能力强等优点，近年来被广泛应用到超高层建筑竖向承重构件中。超高层建筑中钢骨混凝土柱横截面往往较大，因此预埋的钢骨大多采用竖向钢板加上横隔板复杂多腔结构形式。由于大体积混凝土固结时的收缩以及其本身的缺陷，多腔形式的钢骨混凝土柱容易出

6、现预埋的钢骨或者横隔板与核心混凝土剥离的现象。因为传统方法无法有效对钢骨混凝土的缺陷进行监测，如何对界面剥离缺陷进行有效识别成为钢骨混凝土应用中越来越受到关注的难题之一。本文提出一种基于粘贴式压电陶瓷传感器和预埋式压电功能元的机电耦合阻抗法对大型多腔钢骨混凝土柱界面剥离损伤识别的方法。通过对压电陶瓷传感器采集到的阻抗数据的图形分析，使用均方根差值作为损伤指标进行数学分析。结果表明定义的损伤指标能够很好的识别界面剥离损伤。本文的研究为大型多腔钢骨混凝土界面剥离缺陷的识别提供了一种较好的方案。本文主

7、要研究内容如下：（1）介绍了基于压电陶瓷的机电耦合阻抗法的发展和应用背景。简要的介绍了压电陶瓷材料特性以及基于压电陶瓷的结构健康监测方法。详细说明了机电耦合阻抗法基本原理以及机电耦合阻抗测试系统。（2）进行了基于压电陶瓷机电耦合阻抗法复杂截面钢骨混凝土巨柱缩尺模型监测试验，通过人工模拟界面剥离缺陷，对钢骨混凝土试验柱进行了损伤监测。结果表明：阻抗法能够有效识别界面剥离缺陷。（3）对某超高层项目的复杂钢骨混凝巨土的界面粘结剥离状况进行了实时监测。试验表明：首次监测和复测的监测结果吻合程度很好，说明

8、钢骨混凝土柱界面粘结性能较好；压电陶瓷片以及嵌入式压电功能元能够较好的在钢骨混凝土中持续工作，能够满足结构健康监测中长期实时监测的要求。关键词：钢骨混凝土柱；界面剥离损伤；压电陶瓷；智能骨料；阻抗法；损伤监测II工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,numbersofhighrisebuildingswithadesignheightabout600metersareunderconstructioninChina.Duetotheexcellentmechanicalpe