剪切破坏模式下,钢混结构的延性及耗能能力较差,国内外对于剪力受力机理及破坏特征至今尚无统一的认识。钢筋混凝土框架结构通过柱抗剪以承担水平地震作用,其基底剪力是重要的结构抗震设计参数。因此,混凝土结构剪应力监测对于探索结构剪切破坏机理及准确确定地震作用输入水平具有重要意义。目前,混凝土结构缺少直接可靠的剪应力监测方法,基于剪切型压电陶瓷的压电智能骨料可进行混凝土剪应力监测,但其标定方法尚不成熟,监测误差尚不明确,影响其推广应用。为此,本文提出基于压电智能骨料的混凝土剪应力监测方法,主要研究工作如下:首先,提出了一种剪应力压电智能骨料灵敏度标定方法。将三点加载混凝土深梁加载点与支座连线中点处作为标定区域,采用ABAQUS数值模拟,分析了构件尺寸及监测区域尺寸对剪应力场均匀性的影响,以混凝土保持线弹性及剪应力水平较大为目标对梁底配筋进行设计。由此优化设计的深梁尺寸为450 mm×900 mm×2000 mm,监测区域尺寸为100 mm×100 mm,通过加载试验确定剪应力压电智能骨料的灵敏度为3.63×10~3 pC/MPa。其次,研究了材料非线性对压弯构件剪应力轮廓及剪力监测精度的影响。考虑典型轴压比、配筋率及裂缝宽度等影响因素,建立二维钢筋混凝土压弯构件ABAQUS有限元模型,确定推覆分析过程截面剪应力轮廓,通过离散的应力轮廓积分获取截面监测剪力。研究表明,轴压比、裂缝及构件非线性水平显著影响截面剪应力轮廓,配筋率影响较小,应选反弯点附近进行剪应力监测以保证监测误差不超过5%。最后,通过压弯构件水平往复加载试验验证了压电智能骨料剪应力监测的可行性。采用剪应力压电智能骨料对水平往复加载下的钢筋混凝土柱塑性铰区域进行监测,并建立其数值模型以验证监测结果。研究表明,在较小的非线性水平下,监测误差不超过30%,基本验证了该监测方法结果的有效性。