研究背景

钢筋混凝土（RC）结构是我国基建与高端建筑制造的核心载体，其正常使用性能直接关系结构安全与全生命周期碳减排。当前工程结构检测仍以目视、线性可变差动变压器（LVDT）等传统手段为主，存在效率低、主观性强、对高损伤构件检测存在安全风险等问题。

近日，韩国韩京国立大学建筑与建筑工程学院Hyunjin JU团队在Engineering Structures and Civil Engineering期刊上发表了题为“Image-based analysis of the flexural behavior of reinforced concrete beams”的研究论文，聚焦RC梁裂缝宽度与挠度关联评估，引入数字图像相关法（DIC）、三维（3D）扫描技术，为结构正常使用性能的数字化检测提供试验支撑。

研究挑战

RC梁受弯性能精准检测面临三大核心难题：一是传统接触式测量难以全程追踪裂缝扩展与挠度演化，数据客观性不足；二是现有裂缝宽度-挠度关联模型缺乏多种荷载工况试验验证，工程适用性存疑；三是DIC、3D扫描等光学技术在混凝土结构检测中的精度边界不清晰，缺乏与传统方法的系统对比，制约了智能检测装备的工程落地。同时，如何在实验室可控条件下验证技术可靠性，并为现场工程应用提供依据，成为研究关键挑战。

研究突破

研究组通过四点弯曲加载试验完成三重技术突破：第一，测量精度突破，DIC与3D扫描挠度测量相对传统LVDT最大相对误差仅4.23%、2.94%，实现非接触高精度变形检测；第二，模型验证突破，修正裂缝宽度-挠度关系模型并引入剪切变形对挠度的贡献分量，CB-2试件预测平均误差低至7.6%，可准确量化裂缝与挠度耦合关系；第三，工程应用突破，3D扫描无需实验室严苛环境，适配现场结构检测，为国产光学检测装备落地提供试验依据。

图1.实验装置：(a) 整体视图；(b) LVDT侧；(c) DIC侧。

图2.DIC法获得的观测区域应变分布图像：(a) CB-1；(b) CB-2。

图3.累计裂缝宽度与挠度的关系：(a) CB-1；(b) CB-2；(c) 累计。

研究意义

理论层面，完善RC结构受弯性能图像化评估体系，验证裂缝宽度-挠度模型的工程适用性；技术层面，证实DIC与3D扫描的高精度与可靠性，为建筑高端制造与智能检测装备自主研发提供核心数据支撑，降低对进口光学检测设备的依赖；产业层面，非接触式检测可提升结构运维效率、降低检测风险，助力结构全生命周期健康监测，支撑碳中和目标下既有建筑长效运维与低碳改造。研究成果为RC结构智能检测提供可靠路径，推动建筑结构检测向数字化、智能化、自主化转型，具备重要工程价值与战略意义。（来源：EngineeringJournals微信公众号）

相关论文信息：https://journal.hep.com.cn/fsce/EN/10.1007/s11709-026-1252-5