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基于压电陶瓷的钢管混凝土柱界面剥离损伤监测的实验研究  摘要 本文以基于压电陶瓷的钢管混凝土柱界面剥离损伤监测为研究对象，通过真实的工程实验和数据分析，探究了该监测方法的可行性及有效性。 首先，本文对该监测方法的原理和实验设计进行了详细介绍。然后，通过实验室的试验和现场的应用案例，论证了该监测方法可以实时监测钢管混凝土柱界面剥离损伤，并对振动响应信号进行采集、分析和处理。最后，本文进行了数据分析和结果总结，证明了该方法在实际工程中的准确性和有效性，为钢管混凝土柱的结构安全提供了有效的监测手段。 关键词：压电陶瓷，钢管混凝土柱，界面剥离损伤监测，振动响应信号 Abstract This paper focuses on the monitoring of interface debonding damage of steel reinforced concrete columns based on piezoelectric ceramics. Through real engineering experiments and data analysis, this paper explores the feasibility and effectiveness of this monitoring method. Firstly, the principle and experimental design of this monitoring method are introduced in detail. Then, through laboratory experiments and field application cases, it is proved that this monitoring method can monitor the interface debonding damage of steel reinforced concrete columns in real time, and collect, analyze and process vibration response signals. Finally, data analysis and result summary are carried out in this paper, which proves the accuracy and effectiveness of this method in practical engineering, providing an effective monitoring means for the structural safety of steel reinforced concrete columns. Key words: piezoelectric ceramics, steel reinforced concrete columns, interface debonding damage monitoring, vibration response signal 1.引言 钢管混凝土柱是一种新型的结构体系，具有结构简单、抗震性能良好等优点，因而广泛应用于工程建设中。然而，钢管混凝土柱在使用过程中，由于荷载的不均匀作用，界面剥离损伤是该结构体系常见的损伤形式，会严重影响该结构体系的力学性能和安全性，甚至可能导致结构的破坏。 因此，在钢管混凝土柱的设计和施工过程中，如何对其界面剥离损伤进行监测是工程技术人员亟待解决的问题，该问题的解决有助于提高工程建设的安全性和可靠性。目前，国内外研究者采用各种监测方法（如张拉应变计、纤维光学传感器、电阻应变计、位移传感器等）对钢管混凝土柱进行界面剥离损伤监测，这些方法具有各自的优点和局限性。近年来，利用压电陶瓷的振动响应监测方法在结构损伤监测领域中得到越来越广泛的应用。压电陶瓷具有灵敏度高、能量转换效率高、响应速度快等优点，可以实现对结构振动响应信号的实时采集和加工处理，从而达到对结构损伤监测的目的。 本文针对钢管混凝土柱界面剥离损伤监测问题，提出了一种基于压电陶瓷的监测方法。本文首先阐述了该方法的基本原理和实验设计，然后进行实验验证，最后进行数据分析和结果总结，为该方法在工程应用上提供了一定的理论支持和技术依据。 2.基于压电陶瓷的钢管混凝土柱界面剥离损伤监测方法 2.1 原理分析 在钢管混凝土柱的界面剥离损伤监测中，压电陶瓷的应用是通过检测钢管混凝土柱在受力状态下振动的方式实现的。当钢管混凝土柱受到外力作用时，由于各向异性和非均匀性的影响，其产生动态振动。此时，将压电陶瓷片安装在钢管混凝土柱的合适位置（例如靠近受力点位置），当