采用压电陶瓷传感器进行混凝土结构裂缝监测的可行性研究.pdf

2024.12/BuildingStructureandConstruction建筑结构·施工229

采用压电陶瓷传感器进行混凝土结构裂缝

监测的可行性研究

StudyontheFeasibilityofUsingPiezoelectricCeramicSensorsforConcreteStructure

CrackMonitoring

张文龙1左文建2

12

ZhangWenlong,ZuoWenjian

摘要 压电陶瓷可以用来对框架结构的裂缝发展进行全过程监0 引言

测。文章通过在一个二层两榀的混凝土框架结构中埋置压电当前建筑工程领域中最重要的结构形式是钢筋混凝土

陶瓷传感器的方法进行过程试验，先是采用动荷载施加的方

结构，随着行业技术的发展，结构的跨度越来越大，高

法进行观测，然后对模型施加静力荷载，对两种状态下模型

度越来越高，因此结构也成了人们最关注的点[1]，最近

的裂缝发展过程进行全过程监测，并采用科学的方法对数据

兴起的混凝土结构检测工作较好地解决了混凝土结构的

进行处理。结果表明，采用的方法能够较好地反映模型裂缝

形变和裂缝等问题。一般采用的都是用压电陶瓷反映混

的发展过程。不足之处在于在试验过程中，容易受到周边环

境的影响，在排除了其他干扰的情况下，采用压电陶瓷作为凝土结构裂缝发展的方法[2]，因为这种材料的灵敏度高、

媒介对混凝土结构进行长期监测是可行的。造价低，而且具备传感和驱动功能，是进行结构监测的

关键词 压电陶瓷；传感器；框架结构；裂缝损伤；监测理想材料，尤其用在监测混凝土结构的裂缝产生与发展

中图分类号 TU375过程中[3]。

文献标识码 A目前在混凝土结构的裂缝产生与发展的监测中采用压

DOI 10.19892/j.cnki.csjz.2024.12.56电陶瓷已经非常成熟[4]，很多试验结果都是针对单个构

件形成的，缺乏对大型结构的大规模应力应变的监测，

AbstractPiezoelectricceramicscanbeusedtomonitorthe

因此需要补充相关的研究数据。本文将传感器埋入框架

entireprocessofcrackdevelopmentinframestructures.This

paperconductsprocesstestsbyembeddingpiezoelectricceramic模型的关键构件部位，然后施加荷载，对相关受力和应

sensorsinatwo-storyconcreteframestructure.Firstly,dynamic变进行监测。研究发现，压电陶瓷传感器能够对框架混

loadisappliedtoobservethemodel,andthenstaticloadisapplied凝土结构进行有效监测[5]，技术先进有效，能够保证数

tomonitortheentireprocessofcrackdevelopmentinbothstates.