一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法技术

本发明专利技术涉及混凝土施工质量检测技术领域，尤其是一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其步骤为：将至少8个加速传感器均布于预制梁两端端部至1/4区域内，通过力锤敲击法敲击预制梁除1/2点和1/4点外任一点，通过动态测试分析仪采集任一加速传感器的加速度信号和力锤的力脉冲信号，采集得到二阶测试频率f

【技术实现步骤摘要】
一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法
本专利技术涉及混凝土施工质量检测
，具体领域为一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法。
技术介绍
预制装配式结构是采用工厂化生产结构构件，现场安装、连接，装配式混凝土结构与现浇混凝土结构从形式上最明显区别是，构件分割预制造成的拼缝处混凝土不连续和钢筋截断，节点的连接质量对钢筋混凝土构件和结构的受力影响极为关键。我国对装配整体式结构的要求是：达到与现浇结构同等性能。目前常用的方法是套筒灌浆法浆锚法，这两种连接方法在实验室进行的受力试验中，都表现出了良好的性能，所以连接节点施工质量的控制和检测成为装配式建筑质量安全的关键环节。工程中针对这两种连接方式均无简便准确的施工质量检测方法。目前已有的检测手段有以下几种：(1)预埋钢筋拔出法在套筒上预留小孔，将钢筋预先放置在套筒的小孔中，待灌浆料达到一定强度后，拔出钢筋，根据拔出力判断灌浆的密实度。(2)超声波检测法超声波检测的基本原理是：在结构的一个表面利用发射器激发超声波，超声波经过混凝土传播到另一端的接收器，接收系统记录超声波在混凝土结构传播中的变化波动特性。当混凝土结构内部存在空洞或者不密实区域，超声波会出现反射、折射、散射等，导致超声波的传播方向和路径发生变化，利用首波的声时、频率和波形畸变的特征，确定混凝土结构的内部质量情况。(3)冲击回波法冲击回波法是利用击振器在被测构件的混凝土表面击打，产生的纵波被感应器接收，得到频谱曲线，通过被测混凝土和缺陷处阻抗的差异，对频谱图中的振幅、相位等参数进行分析，得出混凝土缺陷情况，该种方法曾被列为最具有发展前途的现场检测方法之一，解决了超声波法两面布设传感器的不足。(4)超声层析成像(超声CT)法超声CT的理论基础是医学CT成像技术，即通过被测物体外部检测到的超声波数据重建物体内部(横截面)信息。超声CT采用换能器阵列技术，阵列中每个传感器依次发射和接收超声波信号，采集并记录每条超声波的声学参数，通过合成孔径聚焦技术建立混凝土内部的3D影像和2D断面影像[20]。(5)X射线工业CT技术X射线工业CT技术基本原理是依据辐射在物体中的衰减规律同物质的性质有关，利用具有一定能量的X射线在被检测物体中的分布情况及衰减规律，就有可能由探测器获得物体内部的详细信息，最后用计算机信息处理和图像重建技术，以图像形式显示出来。研究结果显示，X射线工业CT技术能够反映套筒内部灌浆饱满度的真实情况。(6)阻尼振动传感器技术阻尼振动法的原理是阻尼振动传感器在特定激励信号的驱动下，会产生一定频率的振动，当振动体一定、激励后初始振动的幅度和频率一定，则振动体周围的介质的弹性模量越大，振幅衰减越快，因此，根据振动周期和振幅的变化可判断振动器周围介质的情况，从而判断套筒内灌浆是否饱满。当传感器周围的介质为空气、流动的砂浆、凝固后的砂浆，振幅的衰减将会急剧增加。灌浆前将阻尼振动传感器预埋在套筒出浆口，灌浆完成后，可以在灌浆料初凝前进行测试，通过读取传感器振动幅度的衰减情况判断传感器周围的介质，以确定套筒内灌浆料是否达到出浆口，达到套筒灌浆施工过程质量控制的目的；在灌浆料固化后进行检测，可以达到套筒灌浆施工质量检测的目的。但是现有检测技术存在以下问题：1)操作程序复杂，工程现场实施困难例如：超声层析成像(超声CT)法需要将灌浆套筒取出，放在超声层析成像仪中，无法完成对现场施工连接节点施工质量的检测；X射线工业CT技术仪器设备较为庞大，目前仅局限于在实验室屏蔽条件下进行检测。2)只能局部检测，不能反映结构整体性能例如：超声波法无法应用于多排套筒连接构件的检测。实际工程中多采用多排套筒连接，因此超声波法无法实施；冲击回波法因套筒中不同介质的界面多，其检测结果存在一定误差。3)检测设备需要预埋，前期预埋质量严重影响检测结果例如：预埋钢筋拔出法和阻尼振动传感器技术，都需要事先在浇筑混凝土的时候预埋设备，预埋钢筋拔出法是将钢筋预埋在灌浆套筒中，阻尼振动传感器技术是需要先把阻尼振动传感器预埋在套筒出浆口，预埋质量的优劣直接影响检测结果，并且如果预埋质量不达标，则无法重新检测
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，以解决现有技术中操作程序复杂、检测设备的前期预埋质量严重影响检测结果、不能反映结构整体性能的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其步骤为：(1)将至少8个加速传感器均布于预制梁两端端部至1/4区域内；(2)通过力锤敲击法敲击预制梁除1/2点和1/4点外任一点；(3)通过动态测试分析仪采集任一加速传感器的加速度信号和力锤的力脉冲信号，采集得到二阶测试频率f2测，分析得到二阶振型φ2(x)。建立有限元分析模型，计算出梁的二阶计算频率f2计。其中，x表示预制梁任一点；(4)判断ε1＜f2测/f2计＜ε2，若是，则说明施工质量合格，否则执行步骤(5)，其中，表示f2计预制梁按照固端连接时按照有限元计算得到的二阶频率，ε1表示第一阈值，ε2表示第二阈值；(5)判断点的二阶振型曲率δ(x)是否沿预制梁长度方向单调下降，若是，则说明施工质量不合格，否则执行步骤(6)；(6)判断若是，则说明施工质量合格，否则施工质量不合格，其中，δ(0)表示预制梁端部的二阶振型曲率，L表示预制梁长度，表示预制梁1/4处点的二阶振型曲率，ε3表示第三阈值。优选的，通过有限单元法计算得到n个单元节点中任一单元节点的二阶振型曲率，其中，n为正整数，L表示预制梁的长度，l表示一个单位节点长度。优选的，根据步骤(5)，判断任一单位节点的振型曲率大于后一单位节点的振型曲率，若是，则点的二阶振型曲率沿预制梁长度方向单调下降。优选的，根据步骤(6)，预制梁端部的二阶振型曲率为第1个单位节点的二阶振型曲率，预制梁1/4处点的二阶振型曲率为第个单位节点的二阶振型曲率。优选的，一个单位节点长度为梁长度的1/16。优选的，步骤(4)中，第一阈值为0.9，第二阈值为1.1。优选的，步骤(6)中，第三阈值为0.65。优选的，预制梁按照固端连接时的频率其计算方式为通过有限元法得到，其计算方程为：M为协调质量矩阵，K是总刚度矩阵。M和K都是n阶实对称矩阵，而且M是正定的。设式(1)具有指数形式的解：q(t)＝estφ(2)将(2)式代入(1)得：Kφ＝λMφ(3)其中λ＝-s2式(3)即为系统的频率方程。该方程对应n个不同的根λr(r＝1,2,…,n)即圆频率，每个圆频率对应一个特征向量(即振型)φr。可表示为：Kφr-λrMφr＝0(4)把两端固定的梁的边界条件带入(4)即可计算出圆频率λr和振型φr。fr＝λr/2π(5)取r＝2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其特征在于：其步骤为：/n(1)将至少8个加速传感器均布于预制梁两端端部至1/4区域内；/n(2)通过力锤敲击法敲击预制梁除1/2点和1/4点外任一点；/n(3)通过动态测试分析仪采集任一加速传感器的加速度信号和力锤的力脉冲信号，采集得到二阶测试频率f

【技术特征摘要】
1.一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其特征在于：其步骤为：
(1)将至少8个加速传感器均布于预制梁两端端部至1/4区域内；
(2)通过力锤敲击法敲击预制梁除1/2点和1/4点外任一点；
(3)通过动态测试分析仪采集任一加速传感器的加速度信号和力锤的力脉冲信号，采集得到二阶测试频率f2测，分析得到二阶振型φ2(x)；建立有限元分析模型，计算出梁的二阶计算频率f2计；其中，x表示预制梁任一点；
(4)判断ε1＜f2测/f2计＜ε2，若是，则说明施工质量合格，否则执行步骤(5)，其中，表示f2计预制梁按照固端连接时按照有限元计算得到的二阶频率，ε1表示第一阈值，ε2表示第二阈值；
(5)判断点的二阶振型曲率δ(x)是否沿预制梁长度方向单调下降，若是，则说明施工质量不合格，否则执行步骤(6)；
(6)判断若是，则说明施工质量合格，否则施工质量不合格，其中，δ(0)表示预制梁端部的二阶振型曲率，L表示预制梁长度，表示预制梁1/4处点的二阶振型曲率，ε3表示第三阈值。


2.根据权利要求1所述的一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其特征在于：通过有限单元法计算得到n个单元节点中任一单元节点的二阶振型曲率，其中，n为正整数，L表示预制梁的长度，l表示一个单位节点长度。


3.根据权利要求2所述的一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其特征在于：根据步骤(5)，判断任一单位节点的振型曲率大于后一单位节点的振型曲率，若是，则点的二阶振型曲率沿预制梁长度方向单调下降。


4.根据权利要求2所述的一种装配式混凝土梁柱节点施工质量检测方法，其特征在于：根据步骤(6)，预制梁端部的二阶振型曲率为第1个单位节点的二阶振型曲率，预制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞鸽，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33