基于该压电陶瓷传感器，在经受动态负载钢筋混凝土框架模型结构的整个监测经验裂缝降解过程得以实现。种压电陶瓷传感器被集成到一个框架结构中钢筋混凝土2层的2英寸，和伪动态负载和伪静态电荷被依次施加到开发过程的modèle.L’ensemble结构控制和移动负载下的损坏。均计算方法平滑监控数据。果表明，监测方法可以有效的监控状态的结构健康，但由于环境等因素的影响，监测数据具有波动性，这在识别损害方面存在一些困难。别的结果是更准确的：在基于压电陶瓷传感器混凝土裂纹监测方法可用于所述结构的长期监测，和有效的措施用于平滑和数据的过滤是对于正确识别损害非常重要。键词：基于陶瓷换能器ACracking RC监控过程的帧结构：压电陶瓷传感器，框架钢筋混凝土结构，动载荷，裂缝监测全过程中图分类号：TU375文献代码piézocéramiqueSUN伟1，2，蒋燕Shi2 Shaofei1陈欣2（1.土木工程学院，福州大学，福建福州350108，福建; 2。国土木工程学院，沉阳建筑大学，沉阳110168，辽宁省，恒温阀芯中国）总结：基于陶瓷的压电陶瓷换能器已经通过动态控制下的混凝土结构，其下的压电陶瓷换能器嵌入到一个框架结构的开裂进行破坏的过程监控RC两层和两层;动态伪负载和静态负载应用于模型结构。经监测了在负载下裂缝结构造成的损坏过程。线被用于结果的方法表明，该方法是有效监控的结构健康状况的发展趋势，从长远来看，但由环境因素引起的监测数据波动，这对识别损害造成了一些困难。将通过基于适合的结构和数据处理的实际程度的长期监测压电陶瓷换能器陶瓷的平均方法裂纹监测得到的数据处理后更好的结果是识别重要损坏。键词：压电陶瓷换能器;裂缝恶化：过程监控简介混凝土结构是土木工程领域最常见的结构形式。着中国经济的飞速发展，各种混凝土结构的大规模涌现和结构的可靠性一直是备受关注的问题，包括结构[16]的定期检查。年来，监控基于压电陶瓷传感器，用于混凝土结构裂缝的状态的方法已引起学术界的极大兴趣。电陶瓷材料已成为该结构的状态的监控传感器所选择的材料，因为它们的高灵敏度，快速响应，他们的的检测及驱动和双功能低成本[7] ，特别是对于监测混凝土结构的开裂，压力电陶瓷传感器更有利[89]。前，使用压电陶瓷传感器研究混凝土开裂损伤已经取得了丰富的研究成果。1016]然而，过去的研究工作主要是针对单个组件的测试，而且大型模型结构的监测试验很少。这篇文章中，作者埋在钢筋混凝土的模型结构的关键部分的压电陶瓷传感器和取得的损害显示器的动态负载下测试该钢筋混凝土结构。为体验的一部分，与压电陶瓷传感器的整体结构的技术监管措施一直探索以检查结构的整体监控技术的效率，同时的方法移动平均值用于平滑监测数据，使结构损伤识别的结果更准确。文的研究为该方法在实际工程中的进一步应用奠定了基础。试图案中的测试图案结构的图案由钢筋混凝土框架两层两层与2.1米，1.5米第二地板的高度一楼的高度和底座高度0.4米该模型具有3.0m的横轴向范围内，为1.5μm的纵向轴向范围，为200mm×200mm的框架柱截面尺寸和150毫米×一个框架梁的截面尺寸200毫米。
模型的帧的部分列的混凝土的强度的程度是C60和梁的混凝土的强度的程度，所述板和所述碱是C40。型结构中使用的钢筋包括高强度钢筋和普通钢筋。强度钢条被预加应力为7.1毫米，10.7毫米其用于在列中的纵向肋和支架相应的直径的钢棒，普通钢筋是钢筋HPB235和HRB335和HPB235在板梁箍筋和加固，HRB335被用作在梁的纵向增强件。型结构的尺寸在图1中示出。图1中，黑点表示的压电陶瓷传感器，其中传感器SA1和SA2组成的监控单元负责监视根柱，SA1作为信号驱动器，SA2作为信号传感器和所述第一传感器的SA3和SA4组成的监控单元负责。测梁柱连接，SA3作为控制信号图1中的模型结构（单位：mm）的大小Fig.1Tailles结构模型（单位：mm），SA4作为信号传感器; SA3监测传感器和SA5负责列和第二列的底部节点的第一层监测顶部，SA3被用作导频信号SA5被用作信号传感器，所述监测单元包括传感器的SA6和SA7负责第二层梁和柱节点的监视，作为导频信号SA6，SA7作为信号传感器。试负载施加水平和垂直载荷到模型中测试同时的结构，如图2所示。
水平方向上施加的载荷被用作动态负载，和充电装置使用两个致动器对伺服电动液压MTS-加载，在垂直方向上施加的载荷是死载荷和装载装置使用四个液压缸500千牛和四个板水平脚轮。直载荷应用于每列的顶部。2测试Fig.2Le水平荷载的装载装置的测试的装置加载过程分为两个部分：第一在于把伪动态负载的结构和后期来应用伪静态负载结构。施加一个伪动态负载过程中对结构模型，海浪埃尔森特罗，塔夫脱和津被选择以模拟在结构上的地震力的效果;在根据所述位移控制的原理施加的准静负荷到结构模型的过程中，第一装载水平开始到20毫米，并且每个负载逐渐增加，直到试样断裂装载水平执行两次。试负载条件在表1中反向伪静态测试所述三角形的力分布，直至试验片1.3的压电陶瓷传感器模型的布置的结构完全破坏指示主要承受测试中的水平载荷和易损部分是梁和柱接头。行裂纹损坏监测。于结构的对称性，已选择其中一列作为监视对象。片压电陶瓷PZT4的被选择作为传感器，它被装在一个“智能集合”（SA）的形式，并且结合到结构的相应位置，如在图1中示出的平台测试监测是通过仿真系统的dSPACE实时，它包括一台PC，一个dSPACE的数据采集系统和一个压电陶瓷供应建造。控系统如图3所示。3监控系统图监控系统2的损伤诊断的3方法的研究的结果表明，该监控信号的能量可被用作用于裂缝损伤的标识的参数的特性。构条件下以能量Eh值控制信号作为参考信号，该结构监视信号的能量在一个给定的损伤状态是EI，结构的破坏狄程度这一点可如下定义：[17] DI = 1荣的Eh =（1 N = 0∞| X（N）| 2 ∞n = 0时| X H（N）| 2）×100 ％（1）其中：XH（N）中，x（n）的分别是结构健康状态和由传感器到损坏状态收集离散信号。然，Di值范围从0到1。DI = 0，这意味着，该结构是在一个健康的状态，当DI = 1，这意味着该结构在一个完整的故障状态。于由压电陶瓷传感器来检测在混凝土裂缝的是该结构的相对状态监视方法中，结构健康处于的基部损害评估。而，由于结构开始服役，这是不容易确定的是健康的严格意义上，这对困难健康参考信号的提取哪个时间段。此，为了使此测试和技术现实，如果公式（1）被适当地提高，然后DI = 1 EI-EI 1 =（1 ∞n = 0时| XI 1（N）| 2 ∞n = 0的| X（N）| 2）×100％（2）其中：EI 1是由监视采样点传感器所收集的监控信号的能量; xi 1（n）是相应的离散信号。式（2）示出了监测的过程中，由每个传感器收集的监视数据，通过监测由它收集到的数据被引用。理论上讲，当该结构是在相同的状态，EI EI 1 = Di和值始终为0。而，如果结构损坏或损伤的发展之间2数据采集，数据收集必须表示为didt = ∞I = 1DI（3）与申作为监测损伤的程度的长期趋势的基本结构，从而有效区分突变狄曲线是由结构破坏或环境因素的发展引起的。
造成的对环境的破坏的值di的波动是凌乱的，长期的累积的结果是，申趋势线将总是靠近轴线0的突起的长期积累由损坏引起的Di值导致Dt偏离轴0并稳定在一定值附近波动。
3种实验现象和结果的分析的实验模型结构表现出的现象的地震波的0.35的峰值加速度作用下没有可见的裂纹至1.0m·S-2。的波埃尔森特罗的作用与2.0米·S-2中，第一竖直裂纹出现在第一层横梁的端部的加速度峰值;上传持续和水平裂缝出现在附近的塔，约12cm的下端的塔的底部，以及所述间隙的宽度为约0.1mm。加速度的最大值是4.0米·S-2中，当在一栏中增加底部的剪切力，现有裂纹继续发展和扩大，和新出现裂纹。别是，有许多裂缝在该柱的根，这表明柱的底部经受大的力，以使得该柱的裂缝都集中在较低层和剩余的层基本上是没有裂缝，仅出现在第一列顶部连接到连接梁的角落区域。些弯曲的裂缝。时，该钢棒在梁的端部的端部的第一部分已经产生，并在第一层的塔底部的碳素钢条也产生。的波埃尔森特罗的行动为6.0μm·S-2的加速度峰值，裂纹是基本上连续的延伸部和所述原始裂缝的膨胀。一光束槽的端部棒钢已达到弹性极限，并在第一层的柱和所述第二层的所述塔的底部的一些普通钢筋产生并且第一层塔底部的高强度钢筋的变形也显着增加。
后，当加速度峰值是位于第二光束7.0米·S-2钢条也到达弹性变形时，混凝土中的第一层的塔底部的裂纹如果宽，则柱的根部的混凝土破裂，第二层的柱的根部是常见的。条也到达屈服强度和纵向加固的高强度和变形在柱也增加，从而importante.En高强度托架由于纵向加强电阻的高电阻高，整体结构不构成故障机制，伪动态测试终止。第二步骤中的伪静态测试，测试控制使用的位移，并按照与伪动态测试结束时测量的抗侧的结构刚性，该力根据倒三角形分布。一步的位移增量为20毫米。顶部的位移达到120mm时，对结构的破坏急剧增加，剪切滑动非常明显。位移达到160毫米时，侧柱底部的混凝土被挤压，梁和柱。联合的具体起飞和负载已经下降到最大负荷的85％左右，表明该模型结构完全被破坏。构的被监视部分的最终失效模式如图4所示。4被监测部分的最终故障模式用于监视站点3.2监测数据在测试过程中装载之前的时期最终失败4Modes，数据收集每2小时并连续进行30次。加载结构期间，收集每组加载条件的数据。验结束后，每2小时收集一次数据，连续收集6次。此，总共47个的数据收集在各监测点和已被有效地用于判断损坏的状态和钢筋混凝土框架模型的结构的发展趋势。5示出集成在模型结构的压电智能骨料监测数据的状态，而图5（a）表示在第一层的底部的监测点的监测结果和图5（b），第一列。述监视结果和所述第二层的底部在图5（c）中被示出，而监测结果的梁和柱的关节和图5（d）的结果，第一层监测第二层梁和柱节点。测结果表明，监测数据的趋势可以很好地反映结构破坏状态的发展趋势。一步的数据分析显示，在负载条件下的裂纹的结构发展损害1-8是缓慢的，在负载9的条件，如图11所示，图的模型结构的监测数据损伤监测5Fig.5Données模型结构的发展是在数据曲线的长期趋势更加明显，狄产生相对明显的上升变化，而DT的值显著偏离由图5的值DT的最终结果的轴线0，可以估算在第一层的损伤程度和列节点束的最graves.A此时，累积损坏索引DT为大约70％，第二个是列，同时DT值的底部是接近60％。轻的损坏部分是第一层和第二层的列节点，值Dt小于20％。过比较图4中的每个监控元件的端部的故障模式上述监视数据的试验结果，我们可以看到，监测结果更好地反映该结构的破坏的实际过程。滑监测数据图5监测数据的曲线的长期趋势表明值Di和申值有一定的波动，波动范围为-10％和10％之间各个测量点偏离0轴，范围接近20％。动数据主要是由因素如挥发性environnementales.La数据干扰引起在确定损坏一些困难。此，有必要采用相应的平滑处理来监测数据。本文中，移动的方法平均[18]被用来平滑dT曲线中，曲线DT的数据点从相同的采样点被带到采取的m个点和第一m的平均值-1分，即T（j）的= [申（JM 1） dt（下JM 2） … 申（J）] / M（4）其中：t是Dt平滑后趋势线的平均值; m是平均点数; j是数据点的数量;米，j为正整数，且m是当平均点m被分别设定为等于5，10平滑MA5，MA10和原始曲线的结果的比较。图6所示，平滑化处理可以提高显著原始数据的波动的缺点，并且可以突出结构健康的趋势。着n值的增加，曲线趋于平缓，但也会影响损伤识别结果。种效果是通过以下事实是m值越高高对于相同数量的采样点，较高的损伤指标的灵敏度低表现。数据由平均mobile.Si的方法所需的结构的实际损伤指数平滑化，需要收集至少m-1个数据。
然这种方法可以用来平滑数据，最根本的方法，有效地解决了数据的波动性要提高监控系统的抗干扰能力。6平滑渐进surveillanceFig.6Traitement数据数据surveillance.4结论试验监测智能压电裂缝损伤允许在动态负载下的钢筋混凝土模型的裂化监视器测试结构。试结果表明，监视基于压电陶瓷传感器的混凝土结构的病症的方法可以有效地用于结构健康的长期监测被使用，并且其允许监控数据判断结构健康状况的发展趋势。于环境因素和其它因素的影响，存在的一些数据的波动由传感器，这对在确定的损伤，特别是失败的初级阶段的损伤识别某些困难收集结构。用移动平均法来平滑数据实际上可以减少数据的波动性和突出的损伤的发展趋势，但这种方法对的损伤识别灵敏度一定的影响。此，对于更有效的数据处理方法中的搜索，以消除数据的波动，并提高了传感器的抗干扰能力将是未来的中心的工作。文的主要工作重点是主动监测技术的应用基于实际工程波方法的压电智能混凝土结构的健康，实验结果表明，有可能申请这项技术在实际工程中。
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