本發(fā)明涉及一種脆性建筑材料動(dòng)彈模的測(cè)試方法，屬于建筑工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著今年來(lái)全球地震發(fā)生頻繁，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)地震破壞特性的研究越來(lái)越受到學(xué)界的重視，因此建筑材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性也需要進(jìn)行詳細(xì)的研究，而動(dòng)態(tài)彈性模量是混凝土、巖石等脆性建筑材料在動(dòng)荷載作用下的一個(gè)非常重要的力學(xué)參數(shù)，但是要測(cè)量建筑材料動(dòng)荷載作用下的彈性模量，采用常規(guī)方法是不行的，而現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法又是復(fù)雜而不準(zhǔn)確的，專門測(cè)量脆性建筑材料動(dòng)態(tài)彈性模量的動(dòng)彈儀一般價(jià)格較高，而且對(duì)試件的規(guī)格又有嚴(yán)格的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)建筑上研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)振動(dòng)特性及脆性建筑材料動(dòng)態(tài)彈性模量難以測(cè)量的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種脆性建筑材料動(dòng)彈模的測(cè)試方法，簡(jiǎn)易而準(zhǔn)確，且成本低廉的。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種脆性建筑材料動(dòng)彈模的測(cè)試方法，包括如下步驟：

A、將所述的要測(cè)試的脆性建筑材料制作成一個(gè)立柱試件1；

B、將立柱試件1粘結(jié)于水平放置的剛性平面3上，立柱試件1與剛性平面3垂直；

C、將加速度傳感器4粘結(jié)于立柱試件1的頂部中心位置；

D、用敲擊器件沿加速度傳感器4測(cè)試方向敲擊立柱試件1；

E、加速度傳感器4的采集系統(tǒng)將實(shí)時(shí)記錄下立柱試件1的振動(dòng)圖譜進(jìn)行傅里葉頻譜分析得到立柱試件1的基本頻率；

F、采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)頻率與材料動(dòng)彈模理論公式計(jì)算出該立柱試件材料的動(dòng)態(tài)彈模，所述的材料動(dòng)彈模理論計(jì)算公式為：

式中：—測(cè)得脆性材料立柱試件1基本頻率，單位：Hz；—要測(cè)的脆性材料動(dòng)態(tài)彈模，單位：MPa；—立柱試件1橫截面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位：m⁴；—立柱試件1線密度，單位：kg/m；——立柱試件1長(zhǎng)度，單位：m。

優(yōu)選地，所述的立柱試件1為形狀規(guī)則的立柱體。

優(yōu)選地，所述的立柱試件1為尺寸為10×10×400cm的長(zhǎng)方體。

優(yōu)選地，所述的加速度傳感器4的測(cè)試方向與立柱試件1橫截面的一條邊平行。

優(yōu)選地，所述的立柱試件1通過(guò)高強(qiáng)度建筑膠2粘結(jié)于剛性平面3上。

優(yōu)選地，所述的加速度傳感器4通過(guò)高強(qiáng)度建筑膠2粘結(jié)于立柱試件1上。

優(yōu)選地，所述的敲擊器件為小錘。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的測(cè)量脆性建筑材料動(dòng)彈性模量的方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，計(jì)算量小，且結(jié)果準(zhǔn)確，費(fèi)用低廉。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種脆性建筑材料動(dòng)彈模測(cè)試方法示意圖。

圖中各標(biāo)號(hào)為：1-立柱試件，2-高強(qiáng)建筑膠，3-剛性平面，4-加速度傳感器。

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)例1：如圖1所示，一種脆性建筑材料動(dòng)彈模的測(cè)試方法，包括如下步驟：

A、將所述的要測(cè)試的脆性建筑材料制作成一個(gè)立柱試件1；

B、將立柱試件1粘結(jié)于水平放置的剛性平面3上，立柱試件1與剛性平面3垂直；

C、將加速度傳感器4粘結(jié)于立柱試件1的頂部中心位置；

D、用敲擊器件沿加速度傳感器4測(cè)試方向輕輕敲擊立柱試件1；

E、加速度傳感器4的采集系統(tǒng)將實(shí)時(shí)記錄下立柱試件1的振動(dòng)圖譜進(jìn)行傅里葉頻譜分析得到立柱試件1的基本頻率；

F、采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)頻率與材料動(dòng)彈模理論公式計(jì)算出該立柱試件材料的動(dòng)態(tài)彈模，所述的材料動(dòng)彈模理論計(jì)算公式為：

式中：—測(cè)得脆性材料立柱試件1基本頻率，單位：Hz；—要測(cè)的脆性材料動(dòng)態(tài)彈模，單位：MPa；—立柱試件1橫截面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位：m⁴；—立柱試件1線密度，單位：kg/m；——立柱試件1長(zhǎng)度，單位：m。

所述的步驟A中，立柱試件1通過(guò)將所述的脆性建筑材料使用模具提前澆筑形成，將形成的立柱試件1養(yǎng)護(hù)完成后進(jìn)行下一個(gè)步驟。

本發(fā)明對(duì)立柱試件1的形狀、規(guī)格及尺寸大小無(wú)需嚴(yán)格限定，只要可以獲得理論公式計(jì)算材料動(dòng)彈模時(shí)所需參數(shù)即可，但為了便于獲取所需的參數(shù)，將立柱試件1建造成較規(guī)則的立柱是更優(yōu)的選擇，例如長(zhǎng)方體或正方體、或圓柱體，本實(shí)施例中的立柱試件1采用尺寸為10×10×400cm的長(zhǎng)方體立柱。

所述步驟B中，將立柱試件1用高強(qiáng)度建筑膠2粘結(jié)于剛性平面3上，連接牢固，所采用的高強(qiáng)度建筑膠2的強(qiáng)度必須保證使立柱試件1剛接于剛性平面3上，且必須保證立柱試件1與所連接的剛性平面3垂直。

所述步驟C中，將加速度傳感器4通過(guò)高強(qiáng)度建筑膠2粘結(jié)于立柱試件1頂部中心時(shí)，需要粘牢，接近于剛性連接。

為了更準(zhǔn)確的獲得立柱試件1的基本頻率，需要將所述的加速度傳感器4的測(cè)試方向與立柱試件1的一條邊保持平行，如果立體試件1的橫截面為長(zhǎng)方形，則將所述的加速度傳感器4的測(cè)試方向與立柱試件1的一條短邊保持平行為最優(yōu)選擇；如果立體試件1的橫截面為圓形，則所述的加速度傳感器4的測(cè)試方向可以任意放置；如果立體試件1的橫截面為本實(shí)施例中的正方形，則將加速度傳感器4的測(cè)試方向與立柱試件1的任意一條邊保持平行即可。

所述步驟D中，用敲擊器件敲擊脆性建筑材料立柱試件1的力度也無(wú)需嚴(yán)格要求，輕輕敲擊即可用加速度傳感器測(cè)得振動(dòng)響應(yīng)，但不要敲擊力度太大以免破壞試件，本實(shí)施例中的敲擊器件為普通的小錘，便于獲得且操作簡(jiǎn)單。

所述的步驟E中，傅里葉頻譜分析為現(xiàn)有技術(shù)，加速度傳感器4的采集系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)記錄下立柱試件1的振動(dòng)圖譜即可通過(guò)進(jìn)行傅里葉頻譜分析得到立柱試件1的基本頻率。

所述的步驟F中，立柱試件1的線密度為沿高度線密度，立柱試件1橫截面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、線密度通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中的計(jì)算可以獲得，立柱試件1的長(zhǎng)度是構(gòu)建試件時(shí)測(cè)量好的，立柱試件1基本頻率通過(guò)前面的步驟獲得，因此，將這些參數(shù)套入公式可以很快計(jì)算出要測(cè)的脆性材料動(dòng)態(tài)彈模。

相對(duì)于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單而精確；相對(duì)于專門測(cè)量脆性建筑材料動(dòng)態(tài)彈性模量的動(dòng)彈儀，本發(fā)明的方法價(jià)格便宜且對(duì)試件的規(guī)格限制較少，便于實(shí)現(xiàn)。