CN111257420A - 基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法 - Google Patents

基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法 Download PDF

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包挺
俞峰
王毅
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Abstract

本发明涉及一种基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，通过2个超声波换能器对混凝土受压侧的两个位置进行检测，2个超声波换能器对混凝土受拉侧的两个位置进行检测，受压侧的2个超声波换能器之间的距离同受拉侧的两个超声波换能器之间的距离相等；通过混凝土声弹性理论和现场加载法推导声弹性系数和0应力波速；利用声弹性理论计算混凝土受压区应力；通过裂缝宽度—应力相关理论推导钢筋应力；通过综合法得出纯弯梁的弯矩。本发明针对钢筋混凝土纯弯梁内力诊断技术的实际需要和混凝土应力诊断的技术瓶颈，提供一种基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法。

Description

基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法
技术领域
本发明涉及钢筋混凝土结构的无损检测与分析方法，尤其涉及一 种基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法。
背景技术
结构加固改造对于城市扩建具有重要意义，然而对既有建筑结构 加固改造具有风险较高、新技术多、管控困难等特点。由此可见，在 设计施工中利用技术手段对构件的受力工作状态进行诊断和监控，是 相关工程人员亟需面对和解决的问题。
目前国内外已经公开发表了一些利用超声波波速来确定混凝土应 力状态的相关研究文献，但因混凝土的非线性材料特性，这些方法仅 在压应力为极限抗压强度30％-40％范围内时具有可行性。
发明内容
本发明针对钢筋混凝土纯弯梁内力诊断技术的实际需要和混凝 土应力诊断的技术瓶颈，提供一种基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土 纯弯梁工作弯矩的方法。
以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种基于波速与裂缝 宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，通过第一超 声波换能器和第二超声波换能器一一对应地对混凝土受压侧的两个 位置进行检测，第一超声波换能器的编号为1，第二超声波换能器的 编号为2，第一超声波换能器和第二超声波换能器内边缘间距为L12； 通过第三超声波换能器和第四超声波换能器一一对应地对混凝土受 拉侧的两个位置进行检测，第三超声波换能器的编号为3，第四超声 波换能器的编号为4，第三超声波换能器和第四超声波换能器内边缘 间距为L34，L12＝L34；第一超声波换能器的底面中心点和第三超 声波换能器的底面中心点之间的距离为L13，第二超声波换能器的底 面中心点和第四超声波换能器的底面中心点之间的距离为L24；第一 超声波换能器和第三超声波换能器位于钢筋混凝土纯弯梁受压点的 一侧、第二超声波换能器和第四超声波换能器位于钢筋混凝土纯弯梁 受压点的另一侧；
具体地包括以步骤：
A、初始超声波波速与裂缝宽度的测定
a1、测量初始状态下超声波在所述4个超声波换能器之间的传播 声时T1 12、T1 13、T1 24、T1 34，T1 12为初始状态下超声波在第一超声波换能 器和第二超声波换能器之间的声时、T1 13为初始状态下超声波在第一 超声波换能器和第三超声波换能器之间的声时、T1 24为初始状态下超 声波在第二超声波换能器和第四超声波换能器之间的声时、T1 34为初 始状态下超声波在第三超声波换能器和第四超声波换能器之间的声 时；
a2、在钢筋混凝土纯弯梁的最大拉应力区用混凝土裂缝测量仪观 测裂缝，并记录钢筋混凝土纯弯梁受拉区最大裂缝宽度wmax；
B、加载测试
b1、根据现场条件，在钢筋混凝土纯弯梁承载力极限范围内选 择施加n(n>1)级均布荷载，记第i(1≤i≤n)级对应的弯矩增量ΔMi， 并记对应受压区压应力增量Δσi＝ΔMi·y/I，其中I为钢筋混凝土 纯弯梁截面惯性矩，y为钢筋混凝土纯弯梁形心到受压区边缘的距离；
b2、测量并记录在第i级荷载状态下超声波在所述4个超声波 换能器之间的传播声时
Figure BDA0002385872440000031
Figure BDA0002385872440000032
为第i级荷载 状态下超声波在第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的声时，
Figure BDA0002385872440000033
为第i级荷载状态下超声波在第一超声波换能器和第三超声波换 能器之间的声时、
Figure BDA0002385872440000034
为第i级荷载状态下超声波在第二超声波换能 器和第四超声波换能器之间的声时、
Figure BDA0002385872440000035
为第i级荷载状态下超声波 在第三超声波换能器和第四超声波换能器之间的声时；
C、弯矩推导
c1、按公式
Figure BDA0002385872440000036
计算各级荷载作用下所述4个超 声波换能器之间的波速
Figure BDA0002385872440000037
Figure BDA0002385872440000038
为第i级载荷 作用下第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的波速、
Figure BDA0002385872440000039
为 第i级载荷作用下第一超声波换能器和第三超声波换能器之间的波 速、
Figure BDA00023858724400000310
为第i级载荷作用下第二超声波换能器和第四超声波换能 器之间的波速、
Figure BDA00023858724400000311
为第i级载荷作用下第三超声波换能器和第四超 声波换能器之间的波速；
式中，i表示第i级荷载，j、k表示超声波换能器编号；
c2、按公式
Figure BDA0002385872440000041
计算第一超声波换能器 和第二超声波换能器之间的混凝土平测0应力波速
Figure BDA0002385872440000042
式中，
Figure BDA0002385872440000043
α为混凝土对测平测波速转 换系数(通过水灰比和骨料相同材料在0应力条件下，相同测距情况 下做平测与对测波速对比实验得到)，取0.65～1.00；β为混凝土平测 波速测距转换系数(通过水灰比和骨料相同材料做平测波速—测距关 系实验得到)，取0.80～1.20；
Figure BDA0002385872440000044
为第一超声波换能器和第二超声波换 能器之间对测波速转换后得到的对应平测波速、
Figure BDA0002385872440000045
分别为为第二超 声波换能器和第四超声波换能器之间对测波速转换后得到的对应平 测波速；
c3、计算混凝土声弹性系数与受压区初始工作应力，按公式
Figure BDA0002385872440000046
求待测混凝土受压区声弹性系数A；
c4、按公式
Figure BDA0002385872440000047
求混凝土受压区初始工作应力 σc；
c5、按公式
Figure BDA0002385872440000048
求梁受压区高度(约为中 性轴距受压表面距离)x；式中，h为钢筋混凝土纯弯梁截面高度；
c6、根据裂缝宽度计算公式反推受拉钢筋工作应力σs，
Figure BDA0002385872440000051
其中
Figure BDA0002385872440000052
R＝(h-x)/(h0-x)
上述公式中：Es为钢筋弹性模量；d为钢筋直径，不同直径混合 配筋时按GB50010-2010的7.1.2条计算等效直径；cs为最外层纵向 受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离；h为梁截面高度；h0为梁截 面有效高度；As1为裂缝计算区域单根钢筋截面积；A0＝Ae/nb为包裹最外层纵向受拉钢筋的有效混凝土面积，nb为裂缝计算截面 受拉钢筋根数，Ae＝bh1，h1为受拉区等效高度按公式
Figure BDA0002385872440000053
计算，
实际计算中需要知道钢筋混凝土纯弯梁的具体纵筋配置情况，通 过查阅设计资料或利用钢筋探测仪获得；
c7、根据前述混凝土受压区应力σc与钢筋受拉应力σs按公式
Figure BDA0002385872440000061
求出钢筋混凝土纯 弯梁的弯矩，
式中：δ为混凝土压力不均匀系数，可取0.6；b为梁截面宽度； h0为混凝土梁截面有效高度；As为受拉区配筋率；A′s为受压区 配筋率；Ec为混凝土弹性模量，h0为钢筋混凝土纯弯梁截面有效 高度。
作为优选，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、第三超 声波换能器和第三超声波换能器都为发射/接收可互换的超声波换能 器。测量波速时方便。
作为优选，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、第三超 声波换能器和第三超声波换能器与构件接触面上都均匀涂抹一层凡 士林作为耦合剂，并施加70kPa耦合压力。
作为优选，L12为400毫米。现场操作时方便。
作为优选，初始状态和每级加载后的波速测量都记录16个数据， 去除三个最大值与三个最小值，其余取平均值。能够减小测量误差的 影响。
作为优选，每一级压应力增量Δσi取相同值。能够简化公式
Figure BDA0002385872440000062
的计算。
本发明具有下述优点：考虑到大部分待改造的非预应力混凝土梁 为带裂缝工作的事实，通过综合混凝土超声波检测与裂缝观测两种常 见检测方法估算其工作内力，为诊断钢筋混凝土工作内力的大小提供 了一种新的思路。
附图说明
图1为换能器布置图；
图2为纯弯梁试验验证示意图；
图3为图2中的钢筋混凝土纯弯梁的横截面放大示意图。
图中：。
具体实施方式
以下结合图1、图2和图3，对本发明作进一步的详细说明和验 证。
选取一根长L为1200毫米、高H为150毫米和宽W为100毫 米的钢筋混凝土纯弯梁1，梁下部配筋为2φ8，即有两根直径为8毫 米的钢筋10。保护层厚度X为25毫米。采用如图3所示四点弯加载 方式、即4个支撑点8进行受压与支撑，下面两个支撑点之间的距离 为钢筋混凝土纯弯梁的长度、上面两个支撑点之间的距离k为600毫 米，上面左侧的支撑点距离钢筋混凝土纯弯梁左端部的距离同上面右 侧的支撑点距离钢筋混凝土纯弯梁右端部的距离相等。利用千斤顶5 和力传感器6以及分配钢梁7在钢筋混凝土纯弯梁1上施加不同弯 矩，分别模拟初始工作状态和两次加载稳定后状态，以对本发明方法 的可行性和准确性做实验验证。传感器通过垫块9同分配钢梁进行接 触。
测点布置如图1所示，即布置4个测点即测点①②③④，通过4 个超声波换能器2对4个测点进行测量，第一测点和第二测点位于钢 筋混凝土纯弯梁的受压侧、第三测点和第四测点位于钢筋混凝土纯弯 梁的受拉侧。位于第一个测点上的超声波换能器称为第一超声波换能 器、第一超声波换能器在后续公式中的编号为1，位于第二个测点上 的超声波换能器称为第二超声波换能器、第一超声波换能器在后续公 式中的编号为2，第一超声波换能器和第二超声波换能器内边缘间距 为L12，具体地为400毫米；位于第三个测点上的超声波换能器称为 第三超声波换能器、第三超声波换能器在后续公式中的编号为3，位 于第四个测点上的超声波换能器称为第四超声波换能器、第四超声波 换能器在后续公式中的编号为4，第三超声波换能器和第四超声波换 能器内边缘间距为L34也为400毫米。第一超声波换能器的底面中心 点和第三超声波换能器的底面中心点之间的距离为L13，第二超声波 换能器的底面中心点和第四超声波换能器的底面中心点之间的距离 为L24。
超声波换能器2频率采用50kHz的平面换能器，受拉区裂缝3 宽度采用读数显微镜测量，具体验证过程如下：
A、初始超声波波速与裂缝宽度的测定
a1、施加初始弯矩750N*m，测量该状态下换能器之间的超声波 传播声时，记录得测点①②、①③、②④、③④换能器之间的声时 分别为T1 12＝127.6μs、T1 13＝40.4μs、T1 24＝40μs、T1 34＝158μs；
a2、清理干净混凝土梁面层，吹除浮灰露出混凝土，在最大拉应 力区用混凝土裂缝测量仪观测裂缝，并记录得此时钢筋混凝土梁受 拉区混凝土最大裂缝宽度w1max＝0.03mm。
B、加载测试
b1、选择施加第1级荷载，对应的弯矩增量为ΔM1＝500N*m， 并求得对应受压区压应力增量为
Figure BDA0002385872440000091
b2、测量并记录在第1级荷载状态下超声波在换能器之间的传 播声时，测点①②、①③、②④换能器之间的声时分别为
Figure BDA0002385872440000092
Figure BDA0002385872440000093
b3、选择施加第2级荷载，对应的弯矩增量为ΔM2＝500N*m， 并求得对应受压区压应力增量为
Figure BDA0002385872440000094
b4、测量并记录在第2级荷载状态下超声波在换能器之间的传 播声时，测点①②、①③、②④换能器之间的声时分别为
Figure BDA0002385872440000095
Figure BDA0002385872440000096
C、弯矩推导
c1、按公式
Figure BDA0002385872440000097
计算初始状态和1、2级荷载作 用下测点①②、①③、②④换能器之间的波速：V1 12＝3174.60m/s、 V1 13＝3712.87m/s、V1 24＝3750m/s、
Figure BDA0002385872440000098
Figure BDA0002385872440000099
c2、按公式
Figure BDA00023858724400000910
Figure BDA0002385872440000101
求出平测法对应的混凝土0应力波 速(依据同种材料实测数据，已知对测—平测波速转换系数 α取0.66，平测波速—测距转换系数β取1.20)：
Figure BDA0002385872440000102
Figure BDA0002385872440000103
c3、按公式
Figure BDA0002385872440000104
求待测混凝土受压区声弹性系数A：
Figure BDA0002385872440000105
c4、按公式
Figure BDA0002385872440000106
求混凝土受压区初始工作应力σc：
Figure BDA0002385872440000107
c5、按公式
Figure BDA0002385872440000108
求梁受压区高度x：
Figure BDA0002385872440000109
c6、按公式
Figure RE-GDA00024512933300001010
和 R＝(h-x)/(h0-x)求出受拉钢筋工作应力σs：
h0＝150-25-4＝121mm
Figure BDA00023858724400001011
Figure BDA00023858724400001012
Figure BDA00023858724400001013
R＝(150-36.1)/(121-36.1)＝1.36
Figure BDA0002385872440000111
c7、按公式
Figure BDA0002385872440000112
求出纯弯梁的弯 矩：
Figure BDA0002385872440000113
理论计算弯矩为826.77N·m，实际弯矩为750N·m，误差为+10.2％。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施实例，凡依本发明申请专 利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，通过第一超声波换能器和第二超声波换能器对混凝土受压侧的两个位置进行检测，第一超声波换能器的编号为1，第二超声波换能器的编号为2，第一超声波换能器和第二超声波换能器内边缘间距为L12；通过第三超声波换能器和第四超声波换能器对混凝土受拉侧的两个位置进行检测，第三超声波换能器的编号为3，第四超声波换能器的编号为4，第三超声波换能器和第四超声波换能器内边缘间距为L34，L12＝L34；第一超声波换能器的底面中心点和第三超声波换能器的底面中心点之间的距离为L13，第二超声波换能器的底面中心点和第四超声波换能器的底面中心点之间的距离为L24；
具体地包括以步骤：
A、初始超声波波速与裂缝宽度的测定
a1、测量初始状态下超声波在所述4个超声波换能器之间的传播声时T1 12、T1 13、T1 24、T1 34，T1 12为初始状态下超声波在第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的声时、T1 13为初始状态下超声波在第一超声波换能器和第三超声波换能器之间的声时、T1 24为初始状态下超声波在第二超声波换能器和第四超声波换能器之间的声时、T1 34为初始状态下超声波在第三超声波换能器和第四超声波换能器之间的声时；
a2、在钢筋混凝土纯弯梁的最大拉应力区用混凝土裂缝测量仪观测裂缝，并记录钢筋混凝土纯弯梁受拉区最大裂缝宽度wmax；
B、加载测试
b1、根据现场条件，在钢筋混凝土纯弯梁承载力极限范围内选择施加n(n>1)级均布荷载，记第i(1≤i≤n)级对应的弯矩增量ΔMi，并记对应受压区压应力增量Δσi＝ΔMi·y/I，其中I为钢筋混凝土纯弯梁截面惯性矩，y为钢筋混凝土纯弯梁形心到受压区边缘的距离；
b2、测量并记录在第i级荷载状态下超声波在所述4个超声波换能器之间的传播声时
Figure FDA0002385872430000021
Figure FDA0002385872430000022
为第i级荷载状态下超声波在第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的声时，
Figure FDA0002385872430000023
为第i级荷载状态下超声波在第一超声波换能器和第三超声波换能器之间的声时、
Figure FDA0002385872430000024
为第i级荷载状态下超声波在第二超声波换能器和第四超声波换能器之间的声时、
Figure FDA0002385872430000025
为第i级荷载状态下超声波在第三超声波换能器和第四超声波换能器之间的声时；
C、弯矩推导
c1、按公式
Figure FDA0002385872430000026
计算各级荷载作用下所述4个超声波换能器之间的波速
Figure FDA0002385872430000027
Figure FDA0002385872430000028
为第i级载荷作用下第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的波速、
Figure FDA0002385872430000029
为第i级载荷作用下第一超声波换能器和第三超声波换能器之间的波速、
Figure FDA00023858724300000210
为第i级载荷作用下第二超声波换能器和第四超声波换能器之间的波速、
Figure FDA00023858724300000211
为第i级载荷作用下第三超声波换能器和第四超声波换能器之间的波速；
式中，i表示对应第i级荷载，j、k表示超声波换能器编号；
c2、按公式
Figure FDA0002385872430000031
计算第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的混凝土平测0应力波速
Figure FDA0002385872430000032
式中，
Figure FDA0002385872430000033
α为混凝土对测平测波速转换系数，取0.65～1.00；β为混凝土平测波速测距转换系数，取0.80～1.20；
Figure FDA0002385872430000034
为第一超声波换能器和第二超声波换能器之间对测波速转换后得到的对应平测波速、
Figure FDA0002385872430000035
分别为为第二超声波换能器和第四超声波换能器之间对测波速转换后得到的对应平测波速；
c3、计算混凝土声弹性系数与受压区初始工作应力，按公式
Figure FDA0002385872430000036
求待测混凝土受压区声弹性系数A；
c4、按公式
Figure FDA0002385872430000037
求混凝土受压区初始工作应力σc；
c5、按公式
Figure FDA0002385872430000038
求梁受压区高度(约为中性轴距受压表面距离)x；式中，h为钢筋混凝土纯弯梁截面高度；
c6、根据裂缝宽度计算公式反推受拉钢筋工作应力σs，
Figure FDA0002385872430000041
其中
Figure FDA0002385872430000042
R＝(h-x)/(h0-x)
上述公式中：Es为钢筋弹性模量；d为钢筋直径，不同直径混合配筋时按GB50010-2010的7.1.2条计算等效直径；cs为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离；h为梁截面高度；h0为梁截面有效高度；As1为裂缝计算区域单根钢筋截面积；A0＝Ae/nb为包裹最外层纵向受拉钢筋的有效混凝土面积，nb为裂缝计算截面受拉钢筋根数，Ae＝bh1，h1为受拉区等效高度按公式
Figure FDA0002385872430000043
计算，
实际计算中需要知道钢筋混凝土纯弯梁的具体纵筋配置情况，通过查阅设计资料或利用钢筋探测仪获得；
c7、根据前述混凝土受压区应力σc与钢筋受拉应力σs按公式
Figure FDA0002385872430000051
求出钢筋混凝土纯弯梁的弯矩，
式中：δ为混凝土压力不均匀系数，可取0.6；b为梁截面宽度；h0为混凝土梁截面有效高度；As为受拉区配筋率；A′s为受压区配筋率；Ec为混凝土弹性模量，h0为钢筋混凝土纯弯梁截面有效高度。
2.根据权利要求1所述的基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、第三超声波换能器和第三超声波换能器都为发射/接收可互换的超声波换能器。
3.根据权利要求1所述的基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，所述第一超声波换能器、第二超声波换能器、第三超声波换能器和第三超声波换能器与构件接触面上都均匀涂抹一层凡士林作为耦合剂，并施加70kPa耦合压力。
4.根据权利要求1所述的基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，L12为400毫米。
5.根据权利要求1所述的基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，初始状态和每级加载后的波速测量都记录16个数据，去除三个最大值与三个最小值，其余取平均值。以减小测量误差的影响。
6.根据权利要求1所述的基于波速与裂缝宽度测钢筋混凝土纯弯梁工作弯矩的方法，其特征在于，每一级压应力增量Δσi取相同值。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111780854A (zh) * 2020-06-24 2020-10-16 浙江理工大学 一种将超声p波平测波速转换为对测波速的测量方法
CN112903019A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 中国电建集团铁路建设有限公司 一种自修复混凝土工程裂缝的监测及修复表征方法
CN115290409A (zh) * 2022-08-03 2022-11-04 燕山大学 一种钢筋混凝土试件裂缝诱导与定量表征方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111780854A (zh) * 2020-06-24 2020-10-16 浙江理工大学 一种将超声p波平测波速转换为对测波速的测量方法
CN111780854B (zh) * 2020-06-24 2022-06-24 浙江理工大学 一种将超声p波平测波速转换为对测波速的测量方法
CN112903019A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 中国电建集团铁路建设有限公司 一种自修复混凝土工程裂缝的监测及修复表征方法
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