大截面钢管混凝土柱界面性能与混凝土的质量检测方法

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发布时间：2021-09-09

资料介绍

大截面钢管混凝土柱界面性能与
混凝土的质量检测方法
何昌杰章燕清邓小军
中建五局第三建设有限公司长沙410004
摘要：混凝土质量以及界面粘结性能的损伤和缺陷的存在会对结构性能造成负面影响，必须采取新手段对钢管混凝土
柱中混凝土的浇筑质量以及钢管混凝土柱钢管与混凝土的粘结性能进行必要的检测与评估。结合工程实践，应用压电
应力波测量和压电机电耦合阻抗测量的检测方法，有效地解决了钢管混凝土柱界面与混凝土质量检测的难题，可供类
似项目借鉴。
关键词：钢管混凝土柱混凝土质量检测方法压电应力波电耦合阻抗
中田分类号：TU755．6 文献标识码：B 文章编号：1 004—1 001(201 4)09—1 065—03
Interfacial Properties of Large Cross-Section Concrete Filled Steel Tubular
Column and Testing Method of Concrete Quality
He Changjie Zhang Yanqing Deng Xiaojun
China Construction Fifth Engineering Bureau The Third Construction Co．，Ltd． Changsha 41 0004
1 项目概况
长沙保利国际中心(B3栋)为保利国际广场中的超甲
级写字楼，它耸立于长沙市南湖路与湘江大道交汇处，与
橘子洲头毛主席雕像正对。该工程的建筑物主体结构设计
使用年限为50年。塔楼±0．O0 m(绝对标高40．6O m)以上
采用混合框架一钢筋混凝土核心筒-伸臂体系，其中梁以H
型钢梁为主，柱由方钢管混凝土为主，角部为8个圆钢管
混凝土柱，核心筒区域外楼面采用钢筋桁架楼承板组合楼
板； ±0．O0 m以下采用混合框架-钢筋混凝土核心筒结构体
系，其中梁为混凝土梁，柱变成型钢混凝土柱(其中方钢
管混凝土柱变成十字形截面柱，圆钢管混凝土柱变成圆钢
管混凝土组合柱)。楼板均为混凝土楼板。剪力墙和柱在
+88．95 m以下采用C60混凝土，+88．95～+1 73．55 m以下采用
C50混凝土，+1 73．55 m以上采用C40混凝土浇筑。
2 检测方法选择n
2．1基于压电应力波测量的检测方法
本工程的检测过程采用32通道比利时进口LMS—SCM05
振动测试分析集成系统。该系统自带信号发生功能，可以
产生高频激励信号，并且各通道间完全独立高频采样。
Ql-
作者简介：何昌杰(1973一)，男，本科，高级工程师。
通讯地址：湖南省长沙市雨花区中意一路158号中建大厦16楼
(410004)。
收稿日期：2014-06—09
该系统可以产生简谐信号、扫频信号、随机信号以及触发
信号等各类信号，可用于直接驱动压电功能块，在混凝土
内部产生应力波。同时，该系统具有高效、稳定的采样能
力，其最大采样频率可达1O0 kHz，而且该系统配备有功能
强大的数据分析系统，其LMS Test．Lab Time Recording Addin
模块具有时间历程记录功能，并与特征数据采集、阶次
跟踪分析、谱采集或实时倍频程保持同步。记录的时间数
据可利用Test．Lab特征数据通程处理模块作进一步的后处
理。该系统集发射信号、采集信号以及后处理分析信号于
一身，极大地满足了本次检测的需要。
2．2 基于压电机电耦合阻抗测量的检测方法
在机电耦合阻抗法中，通过测量粘贴于钢管外壁的
压电智能材料与钢管壁所构成的机电耦合系统的机电阻抗
来评估界面性能，其测量原理见图1。运用机电阻抗测量
法对此带模拟界面剥离的钢管混凝土构件的剥离状况进行
检测。实验结果表明，基于机电阻抗测量可以很好识别出
钢管混凝土构件中无法观测到的界面剥离损伤。根据试验
构件的性能选取相应频段，分别测量了界面损伤发生前后
的阻抗值，通过比较阻抗峰值的偏移和峰值对应频率的变
化，有效地识别结构的损伤。基于阻抗的方法能够有效地
反映局部损伤，由于其测量频率较高，因此对初始微小损
伤比较敏感。
此方法主要针对钢管混凝土柱的柱身在易于出现混凝
土缺陷和界面缺陷的部位进行抽样检测，重点关注关键部
位混凝土浇筑质量、横向加劲板以下范围钢管壁与核心混