德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院的建筑材料研究院成立于1916年,主要研究領(lǐng)域包括:
l 地震工程
l 建筑強(qiáng)度提高
l 建筑狀態(tài)監(jiān)測(cè)
l 高強(qiáng)度材料應(yīng)用
本次研究,學(xué)院使用Polytec公司的多通道激光測(cè)振儀MPV-800測(cè)量鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁。梁的長(zhǎng)度6.5米,安裝了27個(gè)光學(xué)頭在預(yù)定的位置。本次研究的目的是評(píng)估梁在損壞過程中的振動(dòng)特性(包括模態(tài)振型和共振頻率)。利用這些測(cè)量數(shù)據(jù),學(xué)院可以制定橋梁和建筑物狀態(tài)監(jiān)測(cè)的測(cè)量方案。
如上圖所示,利用專門的支架將27個(gè)光學(xué)頭放置到被測(cè)梁的上方。在梁的中間施加力的作用使梁產(chǎn)生變形。基本測(cè)量流程如下:
1) 使用橡皮錘激勵(lì)梁
2) 在2KHz、4KHz和8KHz分別使用MPV進(jìn)行觸發(fā)測(cè)量
3) 在梁的中間施加力
4) 記錄梁的損壞(視覺觀察)
5) 釋放力
6) 增加一級(jí)力再次測(cè)試
本次測(cè)量過程中共計(jì)采用了16組不同的力(逐級(jí)增加),直到梁損壞。以下是梁在11Hz, 45Hz 和 92Hz
時(shí)的振型。
觀察時(shí)域信號(hào)我們可以看到,沒有任何載荷的時(shí)候信號(hào)衰減的快比施加載荷以后。因此我們可以得到,材料的阻尼發(fā)生了變化,隨著損壞的增加阻尼逐漸減小。
沒有任何載荷的時(shí)候,信號(hào)衰減時(shí)間約1秒
14個(gè)測(cè)試周期后,信號(hào)衰減時(shí)間約2秒
梁損壞以后,信號(hào)的衰減時(shí)間約3秒