钢筋混凝土(RC)结构是我国基建与高端建筑制造的核心载体,其正常使用性能必然的联系结构安全与全生命周期碳减排。当前工程结构检验测试仍以目视、线性可变差动变压器(LVDT)等传统手段为主,存在效率低、主观性强、对高损伤构件检验测试存在安全风险等问题。
RC梁受弯性能精准检测面临三大核心难题:一是传统接触式测量难以全程追踪裂缝扩展与挠度演化,数据客观性不足;二是现有裂缝宽度-挠度关联模型缺乏多种荷载工况试验验证,工程适用性存疑;三是DIC、3D扫描等光学技术在混凝土结构检验测试中的精度边界不清晰,缺乏与传统方法的系统对比,制约了智能检测装备的工程落地。同时,如何在实验室可控条件下验证技术可靠性,并为现场工程应用提供相关依据,成为研究关键挑战。
研究组通过四点弯曲加载试验完成三重技术突破:第一,测量精度突破,DIC与3D扫描挠度测量相对传统LVDT最大相对误差仅4.23%、2.94%,实现非接触高精度变形检验测试;第二,模型验证突破,修正裂缝宽度-挠度关系模型并引入剪切变形对挠度的贡献分量,CB-2试件预测平均误差低至7.6%,可准确量化裂缝与挠度耦合关系;第三,工程应用突破,3D扫描无需实验室严苛环境,适配现场结构检验测试,为国产光学检测装备落地提供试验依据。
理论层面,完善RC结构受弯性能图像化评估体系,验证裂缝宽度-挠度模型的工程适用性;技术层面,证实DIC与3D扫描的高精度与可靠性,为建筑高端制造与智能检测装备自主研发提供核心数据支撑,降低对进口光学检测设备的依赖;产业层面,非接触式检测可提升结构运维效率、降低检测风险,助力结构全生命周期健康监测,支撑碳中和目标下既有建筑长效运维与低碳改造。研究成果为RC结构智能检测提供较为可靠路径,推动建筑结构检验测试向数字化、智能化、自主化转型,具备重要工程价值与战略意义。(来源:EngineeringJournals微信公众号)
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