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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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钢板组合剪力墙界面脱空的红外热成像法检测
Infrared Thermography Detection of the Interface Void of Steel Plate Composite Shear Wall
2020年第4期
钢板组合剪力墙;界面脱空;热激励;红外热成像检测
Steel plate composite shear wall; Interface void; Thermal excitation; Infrared thermography detection
2020年第4期
10.19761/j.1000-4637.2020.04.091.05
国家自然科学基金项目资助(51978439);天津市企业科技特派员项目资助(18JCTPJC60700);天津市科技局安全天津、科技惠民与可持续发展实验区建设科技专项“装配式钢结构(多腔体钢板组合剪力墙结构体系)关键技术研究”(17ZXCXSF00070)
王晓航1,雅 菁1,尚静媛2,徐 杰2,陈 倩2,孙沫然2,赵 杰1
1.天津城建大学,300384;2.天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司,300170

王晓航1,雅 菁1,尚静媛2,徐 杰2,陈 倩2,孙沫然2,赵 杰1

王晓航,雅菁,尚静媛,等.钢板组合剪力墙界面脱空的红外热成像法检测[J].混凝土与水泥制品,2020(4):91-95.

WANG X H,YA J,SHANG J Y,et al.Infrared Thermography Detection of the Interface Void of Steel Plate Composite Shear Wall[J].China Concrete and Cement Products,2020(4):91-95.

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摘 要:基于传热学理论,利用红外热成像检测技术对钢板组合剪力墙界面脱空问题进行了研究。结果表明,采用主动式热激励和被动式热激励加热两种方式可以有效识别出钢板组合剪力墙界面脱空的缺陷位置和尺寸,当钢板壁厚为1mm时,可识别1cm2以上的缺陷;钢板壁厚为3mm和5mm时,可识别4cm2以上的缺陷。合理控制热激励功率和时间可以有效减小缺陷尺寸识别的误差率。结合工程实际,红外热成像法可以识别出钢板组合剪力墙界面脱空缺陷及未浇筑区域,便于在浇筑混凝土时进行实时跟踪检测。Abstract:Basedonthetheoryofheattransfer,theinterfacevoidproblemofsteelplatecompositeshearwallwasstudiedbyusinginfraredthermalimagingtechnology.Theresultsshowthatthepositionandsizeofinterfacevoiddefectinsteelplatecompositeshearwallcanbeeffectivelyidentifiedbyusingactivethermalexcitationandpassivethermalexcitationheating.Whenthethicknessofsteelplateis1mm,defectsabove1cm2canbeidentified,whenthethicknessofsteelplateis3mmand5mm,defectsabove4cm2canbeidentified.Theerrorrateofdefectsizeidentificationcanbeeffectivelyreducedbycontrollingthepowerandtimeofthermalexcitation.Combinedwiththeengineeringpractice,theinterfacevoiddefectandnon-pouringareaofsteelplatecompositeshearwallcanbeidentifiedbyinfraredthermographymethod,whichisconvenientforreal-timetrackingdetectioninpouringconcrete.
英文名 : Infrared Thermography Detection of the Interface Void of Steel Plate Composite Shear Wall
刊期 : 2020年第4期
关键词 : 钢板组合剪力墙;界面脱空;热激励;红外热成像检测
Key words : Steel plate composite shear wall; Interface void; Thermal excitation; Infrared thermography detection
刊期 : 2020年第4期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2020.04.091.05
文章编号 :
基金项目 : 国家自然科学基金项目资助(51978439);天津市企业科技特派员项目资助(18JCTPJC60700);天津市科技局安全天津、科技惠民与可持续发展实验区建设科技专项“装配式钢结构(多腔体钢板组合剪力墙结构体系)关键技术研究”(17ZXCXSF00070)
作者 : 王晓航1,雅 菁1,尚静媛2,徐 杰2,陈 倩2,孙沫然2,赵 杰1
单位 : 1.天津城建大学,300384;2.天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司,300170

王晓航1,雅 菁1,尚静媛2,徐 杰2,陈 倩2,孙沫然2,赵 杰1

王晓航,雅菁,尚静媛,等.钢板组合剪力墙界面脱空的红外热成像法检测[J].混凝土与水泥制品,2020(4):91-95.

WANG X H,YA J,SHANG J Y,et al.Infrared Thermography Detection of the Interface Void of Steel Plate Composite Shear Wall[J].China Concrete and Cement Products,2020(4):91-95.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘  要:基于传热学理论,利用红外热成像检测技术对钢板组合剪力墙界面脱空问题进行了研究。结果表明,采用主动式热激励和被动式热激励加热两种方式可以有效识别出钢板组合剪力墙界面脱空的缺陷位置和尺寸,当钢板壁厚为1 mm时,可识别1 cm2以上的缺陷;钢板壁厚为3 mm和5 mm时,可识别4 cm2以上的缺陷。合理控制热激励功率和时间可以有效减小缺陷尺寸识别的误差率。结合工程实际,红外热成像法可以识别出钢板组合剪力墙界面脱空缺陷及未浇筑区域,便于在浇筑混凝土时进行实时跟踪检测。

Abstract: Based on the theory of heat transfer, the interface void problem of steel plate composite shear wall was studied by using infrared thermal imaging technology. The results show that the position and size of interface void defect in steel plate composite shear wall can be effectively identified by using active thermal excitation and passive thermal excitation heating. When the thickness of steel plate is 1 mm, defects above 1 cm2 can be identified, when the thickness of steel plate is 3 mm and 5 mm, defects above 4 cm2 can be identified. The error rate of defect size identification can be effectively reduced by controlling the power and time of thermal excitation. Combined with the engineering practice, the interface void defect and non-pouring area of steel plate composite shear wall can be identified by infrared thermography method, which is convenient for real-time tracking detection in pouring concrete.

关键词:
钢板组合剪力墙;界面脱空;热激励;红外热成像检测
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(1)通过红外热成像图,可以清晰识别出缺陷的大小和位置,对于壁厚1 mm钢板可识别1 cm2以上的缺陷,埋置深度距钢板内表面10 mm时,可识别9 cm2以上的缺陷;针对壁厚3 mm和5 mm钢板可识别4 cm2以上的缺陷,埋置深度距钢板内表面20 mm时,无法识别出缺陷。
(2)主动式热激励具有可控性,便于更好地把握被检测物体产生温差的持续时间及图像采集时间,减小由于热量扩散而产生的误差;被动式热激励不具有可控性,依赖检测时的环境温度和天气,且需要太阳光照射被检测物体表面。
(3)壁厚1 mm钢板在主动热激励不超过1 min时,4 cm2、9 cm2 和25 cm2缺陷尺寸的识别效果误差率均在10%以内,在实际检测时应控制好热激励时间,避免因缺陷区域热量扩散影响识别脱空缺陷的效果。
(4)界面脱空处的缺陷与密实处的温差变化速率与距钢板内表面10 mm处的缺陷与密实处的温差变化速率具有一定差异,可通过在同一加热时间内,温差的变化速率来判断缺陷是否在钢板与混凝土界面处脱空。
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王晓航,雅菁,尚静媛,等.钢板组合剪力墙界面脱空的红外热成像法检测[J].混凝土与水泥制品,2020(4):91-95.

WANG X H,YA J,SHANG J Y,et al.Infrared Thermography Detection of the Interface Void of Steel Plate Composite Shear Wall[J].China Concrete and Cement Products,2020(4):91-95.

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