钢管砼结构充分发挥混凝土与钢两种材料的特性,具有优越的力学性能,在大型桥梁和超高层建筑结构中作为重要的竖向或轴向受力构件得到广泛应用。但在钢管砼结构施工中,由于受混凝土浇筑时不均匀的温度场以及浇筑后混凝土徐变收缩等因素影响,钢管内壁与内部核心混凝土之间界面可能出现剥离缺陷,从而削弱钢管砼结构的承载力等力学性能,造成安全隐患。因此,研究钢管砼结构界面剥离缺陷的无损检测方法具有重要意义。相对比传统无损检测方法,压电智能材料具有集驱动传感一身、响应快、灵敏度高、频响范围宽等优点,为工程结构无损检测提供了新思路。由于钢管砼结构的界面剥离缺陷损伤不易察觉,且无法直接通过视觉等方式直接进行判断,因此增大了对其进行无损检测的难度。本文在前人学者研究的基础上,针对钢管砼结构管壁界面剥离检测问题,提出了在构件钢管同一面外贴压电陶瓷片进行压电表面波驱动与测量进而识别界面缺陷的方法,在实验室设计和制作了一组带界面剥离缺陷的缩尺矩形钢管砼柱构件,进行了界面剥离缺陷检测试验研究,验证了所提出方法的可行性,并进行了工程应用研究。该方法解决了现有钢管砼结构中无法预埋嵌入式智能骨料的问题。本文相关工作如下:(1)在回顾相关研究的基础上,详细介绍了在构件钢管同一面外贴压电陶瓷片进行压电表面波激励与测量的界面缺陷识别方法的原理,介绍了试验中使用的外贴式压电传感器和嵌入式压电智能骨料的制作过程,对嵌入式压电智能骨料进行了归一化性能标定,减少后续试验数据的离散性。(2)设计和制作了一组带界面剥离缺陷的缩尺矩形钢管砼柱构件,布置外贴式压电传感器、嵌入式压电智能骨料和人工模拟界面剥离缺陷,采用本文所提的在构件钢管同一面外贴压电陶瓷片进行压电表面波测量识别界面缺陷的方法,对健康工况和不同损伤程度工况下的采集的信号进行了频域分析,定义了界面损伤指标和标准差指标。验证了基于表面压电波动测量对钢管砼结构界面剥离损伤识别的有效性。(3)采用本文所提的在构件钢管同一面外贴压电陶瓷片进行压电表面波激励与测量的界面缺陷识别方法,对一在建的超高层组合结构建筑的钢管混凝土外框柱的混凝土浇筑质量进行检测,通过分析计算得到界面损伤指标和标准差指标。数据结果证明:外框架钢管混凝土柱界面损伤指标处于合理范围,标准差指标数值较小,整体均小于1%,外框架钢管混凝土柱的钢管壁与内部混凝土界面粘结状况好,未发生界面剥离缺陷现象。