CN205861599U - 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置 - Google Patents

纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN205861599U
CN205861599U CN201620804882.1U CN201620804882U CN205861599U CN 205861599 U CN205861599 U CN 205861599U CN 201620804882 U CN201620804882 U CN 201620804882U CN 205861599 U CN205861599 U CN 205861599U
Authority
CN
China
Prior art keywords
xoncrete structure
piezoelectric ceramics
fibre reinforced
reinforced composites
faying face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201620804882.1U
Other languages
English (en)
Inventor
冯谦
宋钢兵
王浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Earthquake Engineering Research Institute Co., Ltd.
Original Assignee
Wuhan Earthquake Engineering Research Institute Co Ltd
Institute of Earthquake of China Earthquake Administration
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Earthquake Engineering Research Institute Co Ltd, Institute of Earthquake of China Earthquake Administration filed Critical Wuhan Earthquake Engineering Research Institute Co Ltd
Priority to CN201620804882.1U priority Critical patent/CN205861599U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205861599U publication Critical patent/CN205861599U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置，涉及混凝土结构监测领域。本装置包括被测对象混凝土结构（1）和纤维增强复合材料（2）；设置有压电陶瓷（3）、阻抗分析仪（4）和计算机（5）；在混凝土结构（1）和纤维增强复合材料（2）的结合面设置有压电陶瓷（3）；压电陶瓷（3）、阻抗分析仪（4）和计算机（5）依次连接。本实用新型可以实现纤维增强复合材料与混凝土结构结合松动状态的长期在线实时监测；监测装置布设方便灵活快捷，压电陶瓷尺寸较小，不会影响和改变原有纤维增强复合材料和混凝土结构之间的粘结特性；操作简单易行，甚至在仅布置单一压电陶瓷的情况下，仍然可以实现被测结构的健康诊断。

Description

纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置
技术领域
本实用新型涉及混凝土结构监测领域，尤其涉及一种纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置。
背景技术
纤维增强复合材料作为一种高性能复合材料，具有轻质高强、耐腐蚀、耐久性能好和施工便捷等性能特点，以其优异的力学性能被广泛地应用于桥梁工程、各类民用建筑、海洋工程和地下工程中。在纤维增强复合材料混凝土复合结构中，往往由于纤维增强复合材料-混凝土界面强度不足导致混凝土结构界面被剥离而发生破坏；因此，纤维增强复合材料-混凝土界面粘结性能问题成为工程应用的一个重点和难点。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于解决现有技术存在的问题，提供一种纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置。
本实用新型的目的是这样实现的：
本装置包括被测对象混凝土结构和纤维增强复合材料；
设置有压电陶瓷、阻抗分析仪和计算机；
在混凝土结构和纤维增强复合材料的结合面设置有压电陶瓷；
压电陶瓷、阻抗分析仪和计算机依次连接。
监测方法：
①测试激励频段的选择
对于初始状态下的待测系统，利用阻抗分析仪首先对系统中预先布置的压电陶瓷施加一个较大范围的扫频激励，并采集在此激励频率范围下的压电陶瓷的电导纳信号，而后从中挑选出其导纳信号峰值所在频段，此频段即为针对该待测系统的阻抗测试频段；
②初始状态系统电导纳信号采集
当通过步骤①确定被测系统的导纳测试频段后，利用阻抗分析仪在此测试频段内对被测系统的压电陶瓷施加扫频激励，采集此时激励频段内压电陶瓷的电导纳信号，将其作为被测系统初始状态下压电陶瓷的电导纳信号Yk；
③待测状态系统电导纳信号采集
针对被测系统的某一时刻，利用阻抗分析仪在同样测试频段内对压电陶瓷传感器进行扫频激励，采集此时系统中压电陶瓷传感器的电导纳信号，作为被测系统此监测状态下的压电陶瓷电导纳信号Yk’；
④系统松动监测指数求取
当被测系统初始状态和某一时刻监测状态下的压电陶瓷传感器的电导纳信号Yk和Yk’分别采集得到后，求取两种状态下的电导纳均方根值RMSD,作为步骤③中此监测状态下的被测系统的结构松动指数；
⑤系统松动状态监测
重复步骤③和④，求取被测系统不同时刻不同监测状态下的松动指数RMSD，当被测系统中纤维增强复合材料与混凝土结构结合没有出现松动时，RMSD趋于0，而一旦被测系统结构结合出现松动，RMSD会出现一个比较明显的改变，此时即可认定被测系统纤维增强复合材料与混凝土结构出现了结合松动。
本实用新型具有下列有点和积极效果：
①本实用新型可以实现纤维增强复合材料与混凝土结构结合松动状态的长期在线实时监测，做到对结构健康状态的及时反馈，大大节省了人力物力投入；
②监测装置布设方便灵活快捷，压电陶瓷尺寸较小，不会影响和改变原有纤维增强复合材料和混凝土结构之间的粘结特性；
③操作简单易行，甚至在仅布置单一压电陶瓷的情况下，仍然可以实现被测结构的健康诊断。
附图说明
图1是本装置的结构方框图；
图2是本装置主体的结构示意图；
图3是图2的剖面图。
图中：
1—混凝土结构；
2—纤维增强复合材料；
3—压电陶瓷；
4—阻抗分析仪；
5—计算机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对装置详细说明。
1、总体
如图1、2、3，本系统包括被测对象混凝土结构1和纤维增强复合材料2；
设置有压电陶瓷3、阻抗分析仪4和计算机5；
在混凝土结构1和纤维增强复合材料2的结合面设置有压电陶瓷3；
压电陶瓷3、阻抗分析仪4和计算机5依次连接。
2、功能块
1)混凝土结构1
混凝土结构1可以为任意结构。
2)纤维增强复合材料2
纤维增强复合材料2是一种通用的建筑材料。
3)压电陶瓷3
如图2，压电陶瓷3是一种通用件。
将压电陶瓷3直接粘贴于纤维增强复合材料1的表面，并在其表面涂覆硅胶进行防水处理；
压电陶瓷3分布的形状与数量：根据混凝土结构1的尺寸与形状进行确定；图中，d是压电陶瓷3的水平间距，h是压电陶瓷3的垂直间距。
4)阻抗分析仪4
阻抗分析仪4是一种通用的仪器。
5)计算机5
是一种通用的计算机。
3、工作机理
本实用新型是利用压电阻抗效应来检测纤维增强复合材料加固混凝土结构结合面松动情况。当纤维增强复合材料2与混凝土结构1的结合面出现松动后，结构的电导纳和谐振频率会发生改变，并利用电导纳的均方根值来表征纤维增强复合材料与混凝土结构结合的松动情况，电导纳均方根值表示为：
R M S D ( % ) = ( Σ i = 1 N Σ k = 1 n ( Y k ′ - Y k ) 2 Σ k = 1 n Y k 2 ) ÷ N × 100
式中：
Y′k为监测状态下压电陶瓷的电导纳信号，
Yk为初始状态下压电陶瓷的电导纳信号，
N为压电陶瓷的数量，
n为电导纳信号的采集点数。
当纤维增强复合材料2与混凝土结构1表面结合面粘合完好时，电导纳的均方根值趋近于0；当纤维增强复合材料2与混凝土结构1表面结合面部分脱落或完全脱落时，电导纳均方根值均会有一个明显的增大，其均方根值的变化可反映纤维增强复合材料1与混凝土结2表面粘合情况。

Claims (1)

1.一种纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置，包括被测对象混凝土结构（1）和纤维增强复合材料（2）；
其特征在于：
设置有压电陶瓷（3）、阻抗分析仪（4）和计算机（5）；
在混凝土结构（1）和纤维增强复合材料（2）的结合面设置有压电陶瓷（3）；
压电陶瓷（3）、阻抗分析仪（4）和计算机（5）依次连接。
CN201620804882.1U 2016-07-28 2016-07-28 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置 Active CN205861599U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620804882.1U CN205861599U (zh) 2016-07-28 2016-07-28 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620804882.1U CN205861599U (zh) 2016-07-28 2016-07-28 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205861599U true CN205861599U (zh) 2017-01-04

Family

ID=57652902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620804882.1U Active CN205861599U (zh) 2016-07-28 2016-07-28 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205861599U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093128A (zh) * 2016-07-28 2016-11-09 中国地震局地震研究所 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106093128A (zh) * 2016-07-28 2016-11-09 中国地震局地震研究所 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106093128A (zh) 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测系统
Basu et al. Nonlinear ultrasonics-based technique for monitoring damage progression in reinforced concrete structures
Karaiskos et al. Monitoring of concrete structures using the ultrasonic pulse velocity method
Liu et al. Concrete damage diagnosis using electromechanical impedance technique
CN103852492B (zh) 基于压电陶瓷的预应力管道压浆密实性监测方法
CN107561123A (zh) 一种混凝土梁损伤监测系统及监测方法
CN110455914A (zh) 基于内置压电陶瓷元件的灌浆套筒内部灌浆状态检测方法
CN103472095B (zh) 一种基于压电陶瓷机敏模块的水工混凝土强度监测装置和方法
CN104406901B (zh) 基于Lamb波原理的混凝土内钢筋锈蚀监测传感器
Li et al. Detection of sleeve grouting connection defects in fabricated structural joints based on ultrasonic guided waves
CN106680380A (zh) 超声导波无损检测预应力钢绞线缺陷的系统及其检测方法
CN106932485A (zh) 一种基于压电智能骨料的预应力筋锈蚀深度监测方法
CN102879327A (zh) 用于评价表面纹理对沥青与集料粘附性影响的装置及方法
CN112668082B (zh) 一种实时监测和评估混凝土裂缝修补效果的方法
CN106226506A (zh) 检测预应力混凝土结构锈胀裂缝的系统及骨料制作方法
CN108709934A (zh) 基于小波的非线性超声异侧激励混频的微裂纹定位方法
Zhang et al. Intelligent monitoring of concrete-rock interface debonding via ultrasonic measurement integrated with convolutional neural network
Huo et al. Structural health monitoring using piezoceramic transducers as strain gauges and acoustic emission sensors simultaneously
CN107490625A (zh) 一种frp‑混凝土粘结界面的剥离损伤检测系统
CN205861599U (zh) 纤维增强复合材料加固混凝土结构的结合面松动监测装置
Li et al. Analysis of acoustic emission parameters of steel plate reinforcement effect on shearing zone of ECC-NC composite beams
Antonaci et al. Diagnostic application of nonlinear ultrasonics to characterize degradation by expansive salts in masonry systems
CN107632069A (zh) 一种混凝土梁加固钢板剥离检测系统及检测方法
CN108612338A (zh) 一种压电材料和碳纤维复合布式的土木结构加固和监测装置及方法
CN207318399U (zh) 一种混凝土梁损伤监测系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170213

Address after: Luo East Lake New Technology Development Zone, Hubei city of Wuhan Province Yu 430070 No. 76 Wolong road Cambridge spring 28 Building 1, No. 9 2 floor

Patentee after: Wuhan Earthquake Engineering Research Institute Co., Ltd.

Address before: 430071 Hongshan Road, Wuchang District, Hubei, No. 40, No.

Patentee before: Earthquake Inst., China Earthquake Bureau

Patentee before: Wuhan Earthquake Engineering Research Institute Co., Ltd.