[发明专利]基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法

说明书

本发明公开了一种基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法，通过对钢筋混凝土受弯构件施加荷载，得到声发射振铃计数变化曲线；钢筋混凝土受弯构件受荷载造成构件承载力降低，且钢筋混凝土受弯构件内部的微裂纹处于开裂临界状态，通过声发射振铃计数变化曲线评估钢筋混凝土受弯构件的刚度；计算钢筋混凝土受弯构件在不同受力阶段的声发射累计振铃计数N；根据推导的振铃计数N和构件刚度公式，计算钢筋混凝土受弯构件在不同受力阶段的线刚度K，进而得到刚度B。发明方法涉及到的计算参数物理意义明确，便于测量，同时利用声发射特征参数量化钢筋混凝土受弯构件的刚度，为钢筋混凝土受弯构件的刚度分析或评估提供了一种新的途径。

技术领域

本发明属于声发射监测领域，是一种基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法。

背景技术

声发射(AE)检测是一种动态无损检测方法，被探测到的能量来自被检验物体本身，而不像其他检测方法是由检测仪器提供的。声发射检测能够整体检测和评价整个结构中缺陷状态并提供缺陷随载荷等外变量而变化的实时或连续信息。在混凝土结构中，声发射是混凝土材料发生断裂和缺陷等引起局部应变能快速释放而产生的瞬时弹性波，是混凝土损伤过程的伴生现象。因此，声发射能够记忆结构破坏历史，用破坏过程中产生的AE信号评估结构损伤程度是可行的。因此，研究人员一直在致力于研究声发射参数与混凝土损伤变量之间的耦合关系等。然而，如何利用AE信号来定量评估钢筋混凝土构件的刚度变化情况，目前尚缺少有效的手段。本发明就是在这种背景下提出的一种基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法，计算方法涉及到的参数物理意义明确，便于测量，为钢筋混凝土构件的刚度分析或评估提供了一种新的途径。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法，是一种计算参数物理意义明确，便于测量，可操作性强的计算方法，同时利用声发射特征参数量化评估混凝土受弯构件的刚度，为钢筋混凝土受弯构件的刚度分析或评估提供了一种新的途径。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

基于声发射振铃计数的钢筋混凝土受弯构件的刚度评估方法，包括如下步骤：

步骤1，通过对钢筋混凝土受弯构件施加荷载，得到声发射振铃计数变化曲线；

步骤2，钢筋混凝土受弯构件受荷载造成构件的承载力降低，且钢筋混凝土受弯构件内部的微裂纹处于开裂的临界状态，通过声发射振铃计数变化曲线评估钢筋混凝土受弯构件的刚度；

步骤3，根据声发射振铃计数变化曲线，计算受弯构件在不同受力阶段的声发射累计振铃计数N；

步骤4，根据推导的振铃计数N和构件刚度公式，计算钢筋混凝土受弯构件在不同受力阶段的线刚度K，进而得到钢筋混凝土受弯构件在不同受力阶段的刚度B。

进一步，所述施加荷载是跨中集中荷载，同时在温度应力、冲击荷载作用下也同样可以实现。

进一步，所述受弯构件在不同受力阶段的线刚度K是指从构件刚开始受力到构件屈服之前的任意阶段。

进一步，所述受弯构件在不同受力阶段的线刚度公式如下所示：

式中，N为钢筋混凝土受弯构件在不同受力阶段的声发射累计振铃计数，N_m为钢筋混凝土受弯构件在屈服点的声发射累计振铃计数，γ为试验参数，由跨中挠度和AE振铃计数的线性关系得到，G_f为混凝土的断裂能参数，S_m为构件横截面面积，n为受拉钢筋数量，E_s为钢筋的弹性模量，A_s为钢筋的截面面积，为几何参数，由跨中挠度和最大裂缝宽度的线性关系得到，l_m为裂纹平均间距。