[发明专利]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

说明书

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。

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T₁¹²、T₁¹³、T₁²⁴、T₁³⁴，T₁¹²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、T₁¹³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、T₁²⁴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、T₁³⁴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w_max；

B、加载测试