混凝土-鋼板結(jié)構(gòu)發(fā)揮了鋼板抗拉及混凝土抗壓的特點(diǎn),為建筑設(shè)計(jì)、選材、施工等過程帶來了更多的可能性。構(gòu)件將混凝土與鋼板結(jié)合,從而改善抗剪承載性能,提升建筑性能。
采用非接觸式3D-DIC三維全場應(yīng)變測量技術(shù),對(duì)構(gòu)件的抗剪承載力學(xué)性能進(jìn)行分析,通過測量結(jié)構(gòu)表面位移、應(yīng)變特性,分析裂縫演化過程、失效位置和發(fā)展趨勢,為建筑工程材料和結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估提供完整的變形響應(yīng)解決方案。

將數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)應(yīng)用于混凝土-鋼板的加載演化測量,可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件變形的直接測量和裂縫演化過程的記錄和分析。
DIC非接觸式應(yīng)變測量系統(tǒng)的應(yīng)用包括但不限于:
單軸受壓試驗(yàn):通過在試件表面施加壓力,DIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)可以測量混凝土-鋼板在壓縮下的全場應(yīng)變分布和破壞模式。
剪切試驗(yàn):在剪切加載條件下,DIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)可以捕捉到材料表面的變形和裂紋擴(kuò)展過程。
疲勞試驗(yàn):DIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)可以用于監(jiān)測材料在循環(huán)加載下的應(yīng)變演化,幫助研究疲勞壽命和損傷累積。
沖擊和動(dòng)態(tài)加載:DIC三維動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)適用于捕捉快速動(dòng)態(tài)事件,如沖擊、爆炸等對(duì)材料的影響。
混凝土-鋼板抗剪性能測試
如混凝土-鋼板框架結(jié)構(gòu)中,在頂部承受一水平集中力,可以代表水平風(fēng)或水平地震作用下的基本受力模式。其中構(gòu)件在頂部受力加載后,構(gòu)件在水平變形后逐漸產(chǎn)品裂縫和結(jié)構(gòu)失效。
為了研究這種混凝土-鋼板構(gòu)件作為建筑結(jié)構(gòu)的性能,采用3D-DIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)進(jìn)行了頂部加載試驗(yàn),加載方向與板材結(jié)構(gòu)面45°夾角,混凝土鋼板結(jié)構(gòu)尺寸為固定2米高1米寬。 采用新拓三維XTDIC非接觸式全場應(yīng)變測量方法,在測試過程中準(zhǔn)確測量構(gòu)件的應(yīng)變和位移。

3D-DIC非接觸式全場應(yīng)變測量方案
對(duì)混凝土-鋼板構(gòu)件進(jìn)行頂部加載測試,研究構(gòu)件在加載作用力下的抗壓抗剪性能、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和破壞模式。采用XTDIC非接觸全場應(yīng)變測量系統(tǒng)觀測構(gòu)件應(yīng)力集中區(qū)域,通過XTDIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)相機(jī)采集構(gòu)件表面在加載方向上的全場位移和應(yīng)變分布,便于分析試驗(yàn)過程最關(guān)心的裂縫萌生、演化和失效測量區(qū)域。
試驗(yàn)機(jī)加載方案為往復(fù)加載,分正反方向,并逐漸加大位移量直至構(gòu)件損壞,采用XTDIC非接觸全場應(yīng)變測量系統(tǒng)以固定頻率對(duì)其表面形貌、位移以及裂紋進(jìn)行采集和計(jì)算。采用DIC軟件對(duì)其整體加載過程中各個(gè)方向的位移、應(yīng)變進(jìn)行云圖和點(diǎn)位數(shù)據(jù)分析。


3D-DIC軟件分析:X方向位移


3D-DIC軟件分析:Y方向位移


3D-DIC軟件分析:Z方向位移


3D-DIC軟件分析:最大主應(yīng)變

3D-DIC軟件分析:關(guān)鍵點(diǎn)最大主應(yīng)變

3D-DIC軟件分析:位移場

3D-DIC軟件分析:應(yīng)變場
DIC非接觸式測量方案優(yōu)點(diǎn):
使用DIC非接觸式應(yīng)變測量技術(shù),可便捷的獲取全場測量數(shù)據(jù);
使用DIC三維全場應(yīng)變測量技術(shù),對(duì)關(guān)注的點(diǎn)和區(qū)域也可以進(jìn)行X、Y、Z反向的位移進(jìn)行分析,測試分析更加高效;
對(duì)構(gòu)件進(jìn)行全場測量,獲取的數(shù)據(jù)更豐富,分析結(jié)構(gòu)變形和裂紋萌生演化更準(zhǔn)確;
DIC三維全場應(yīng)變測量技術(shù)以云圖形式,直接給出失效位置和失效時(shí)刻應(yīng)變數(shù)值;
DIC三維全場應(yīng)變測量技術(shù)可實(shí)時(shí)測量并以云圖的形式實(shí)時(shí)顯示測量信息,提供更為精準(zhǔn)的加載控制,確保試樣安全。
新拓三維XTDIC非接觸式應(yīng)變測量系統(tǒng),通過高精度的圖像采集和先進(jìn)的數(shù)字圖像相關(guān)算法處理,混凝土鋼板抗剪性能測試,為科研人員和工程師提供全場測量方案,用于研究和理解建筑材料和結(jié)構(gòu)在各種加載條件下的力學(xué)行為。