CH268577A - Verfahren zur Messung der im Material eines Baukörpers auftretenden Spannung. - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Messung der im Material eines Baukörpers auftretenden Spannung.



   Die bekannten Verfahren zur Messung der   innerhalb    eines Baukörpers, z. B. im Beton einer massiven Staumauer, auftretenden Spannung beruhen zum Teil auf der Feststellung der bei dieser Spannung auftretenden Deformation des Betons oder der dabei auftretenden Änderung von Eigenschaften des Baumaterials. Bei diesen Verfahren sind sehr empfindliche Instrumente erforderlich, so dass ihr Einbau während der   Herstellung-des    Baukörpers auf Schwierigkeiten stösst, Beim Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung soll es sieh hingegen nur   um    Massnahmen handein, wie sie bei jedem Baubetrieb ohne Schwierigkeit zur Anwendung kommen können.



   Gemäss der Erfindung wird in den Bau  körper,    z. B. schon bei seiner Herstellung, ein   mit      einem      Alessmitte]    gefüllter Messkörper eingebaut, dessen unter der   Wirkung    der Spannung eintretende Deformation in einer Rich- tung mit derjenigen des Baumaterials   übler-    einstimmt, und es wird die im Messmittel   (Flüssigkeft,    Luft,   Gras    oder dergleichen) entstehende   Spannungsänderung,    z. B. mittels eines Manometers, gemessen.



   An hand der Zeichnung seien Ausfüh  rungsbeispide    des erfindungsgemässen Verfahrens sowie der Messeinrichtung erläutert.



     Die      Fig. 1    bis 4 zeigen in Richtung der Belastung verlaufende   sehematisehe    Schnitte durch die kreisrund angenommenen Messkörper von vier verschiedenen Messeinrichtungen, während Fig. 5 eine Maschine zum Zwecke der Eichung einer Messeinrichtung sehematiseh darstellt.



   Nach Fig. 1 ist in den Beton 1 einer   Stan-    mauer   2    ein Messkörper 3 während der Ein  bringung des    Mauerbetons   eingebaut.    An den   Messkörper    ist eine Druckleitung 4   angesehles-    sen, die zu einem ausserhalb der Mauer befindlichen Spannungsmesser 5 (Manometer) führt und durch den Abschlusshahn 6 abgeschlossen ist. Der Messkörper 3 und die Leitung 4 sind mit einer Flüssigkeit, z. B.   Was-    ser, vollständig gefüllt.

   Da der Messkörper 3 aus   Bleeh    oder ähnlichem ihn elastisch machendem Material   besteht    und einen am Rande umlaufenden verformbaren   Wulst    7   aufweist,    so kommt die im Messkörper 3 befindliche Flüssigkeit durch das Gewicht des oberhalb des   Messkörpers    eingebrachten Betons unter Spannung. Sobald der den Messkörper umgebende Beton erhärtet ist und weitere   Auf    lasten aufgebracht sind, wird der Verlauf der Spannungen in dem seitlich des Messkörpers befindlichen, auf Druck beanspruchten Beton nicht gestört, wenn der   ICLeQ3körper    in der Belastungsrichtung die gleiche Zusammendrückbarkeit und Elastizität aufweist wie der ihm benachbarte Beton im Bereich der in Fig. 1 mit h bezeichneten Höhe des Messkörpers.

   Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 gehört zur Ausrüstung des Messkörpers auch eine der   Messkörperform    angepasste, oben aufliegende Lastübertragungsplatte 8. Eine solehe Platte kann auch unten vorgesehen sein.



  Seitlich des Messkörpers wird ein freier Spiel  raum 9 gelassen, damit die Bewegungen des Messkörpers seitlich nicht behindert werden.



   Wird die Belastung des Baukörpers 2 durch das Aufbringen von neuem Material oder durch die Wirkung der Nutzlast erhöht, so tritt naturgemäss eine Erhöhlmg der   Span-      nung    im Bereich   der    Höhe h auf. Da der Messkörper so ausgebildet ist, dass er sich in bezug auf seine   Zusammendrüeklmg    genau gleich verhält wie der ihn umgebende oder durch ihn ersetzte Beton, so wird der Messkörper einen genau gleichen Lastanteil aufnehmen, wie ihn   deir    durch den Messkörper ersetzte Beton der Mauer aufgenommen haben würde.



  Wird dann die Spannungserhöhung des im   Messkörper    eingeschlossenen Messmittels mit dem   Manometer    5 gemessen, so kann daraus auf die Spannung im Beton in der Berührungsfläche 10 zwischen dem Messkörper und dem darunter. befindlichen Beton geschlossen werden. Mit einer solchen Einrichtung kann also die an einer bestimmten Stelle der Staumauer auftretende Spannung jederzeit ohne weiteres festgestellt werden. Wird an das Manometer 5 eine automatische Registriereinrichtung angeschlossen, so kann auf diese Weise während längerer Zeit, z. B. mehreren Jahren, der Spannungsverlauf   verfolgt    werden. In gleicher Weise können auch die Spannungen unterhalb der   Fulnda-    mentsohle im   Baugrund,    z. B. Fels, festgestellt werden.



   An Stelle des freien   Spielraumes    9 ist nach Fig. 2 eine auf den Wulst des Messkörpers aufgelegte nachgiebige Wellpappe 15 gesetzt. Dabei besteht der Messkörper aus zwei am Rande gewölbten Blechen, die   am    Ende der Wölbung miteinander verbunden sind.



   Im übrigen zeigt   Fig. 2    den an die Leitung 4 angeschlossenen, bei allen andern Ausführungsbeispielen ebenfalls anwendbaren Regelkörper 12. Durch ihn kann erreicht werden, dass der Messkörper 3 eine ganz bestimmte Zusammendrückbarkeit und Elastizi  tät      aufweist    Beim Beispiel nach Fig. 2 besteht der Regelkörper 12 aus einem an den Enden abgeschlossenen Metallrohr bestimmter lichter Länge L und Wandstärke S sowie bestimmtern lichtem. Durchmesser D. Durch Wahl der Grössen L, S, D kann ohne   Schwie-    rigkeit erreicht werden, dass sich das Rohr unter einem bestimmten   Druck    des   iMessmit-    tels in bestimmter Weise elastisch ausdehnt und sich darnach sein Inhalt entsprechend verändert.

   Auf diese Weise kann die Zusammendrückbarkeit des Messkörpers 3 so reguliert werden, dass sie genau derjenigen des ihn umgebenden Baumaterials entspricht Sobald der Druck des Messmittels wieder nach   lässt,    zieht sich auch das Rohr elastisch   zus am-      men.'Auf'jieseWeise    kann erreichtwerden, dass der Messkörper ein ganz bestimmtes elastisches Verhalten aufweist. Man hat es deshalb in der   Hand,    Messkörper mit   bestimmter    Elastizität herzustellen. Wird z. B. über das Rohr des Regelkörpers 12 aussen ein dicht   anliegendes    Metallrohr geschoben, so kann mit einer sol  chen    Massnahme die Elastizität des Messkörpers auch nachträglich geändert werden. Da sich z.

   B. die Elastizität eines Betons mit seinein Alter verändert, so kann diesen   Verhält-    nissen mit der genannten   Massnahme    oder sonstigen   Mitteln    Rechnung getragen werden.



  Der Regelkörper kann statt rohrförmig auch kugelförmig sein.



   Fig. 3 zeigt eine   Einriehtung    zur Messung von in der Mauer 2 auftretenden   Zugspannun-    gen. Um die   Hafürng    des Betons 1 an den Übertragungsflächen 13 des   Messkörpers    3 zu erhöhen, sind an die Übertragungsflächen 13   Verankerungen    14 angeschlossen zwecks Erzielung einer zugfesten Verbindung zwischen den Flächen 13 und   dem    Beton 1. Dabei besitzt der Messkörper eine Dehnbarkeit, die mit derjenigen des Betons übereinstimmt. Der im Messmittel eintretende Spannungsbfall als Mass für das im Messkörper beim Auftreten von Zugspannungen auftretende   Valuinm    wird mittels des Manometers 5 gemessen.



   Fig. 4 zeigt eine Einrichtung, bei der der Messkörper 3 aus zwei Kissen 11 besteht, die aus flachen Blechen durch   Zusammenseluveü      ssen    an ihrem Rande hergestellt sind. Zwischen  den heiden   Wissen    11 befindet sich eine starke   Platte    16, deren Elastizität geringer ist als diejenige des Betons. Auf diese Weise kann der   Beton    im Bereich einer verhältnismässig grossen Höhe h für die Spannungsmessung herangezogen und damit die Genauigkeit der Messung erhöht werden.



   Fig. 5 zeigt eine Maschine zur Eichung und Nachprüfung der Wirkungsweise der   Messeinrichtung.    Ein kreisrunder Messkörper   ist    in der Mitte eines Betonzylinders 18 einbetoniert. Seine Lastübertragungsflächen entsprechen z. B. genau der halben Zylinderquerschnittsfläche. Wird der Betonzylinder zwischen die   Druekplatten    19 einer Prüfmaschine eingesetzt und werden zwecks vollkommen gleichmässiger Druckverteilung zwi  schen    die Platten 19 und den Zylinder 18 Druckkissen 20 eingelegt, so muss in der Schnittebene die Hälfte der Last P vom Messkörper übernommen werden. Auf diese Weise kann eine Eichung des Messkörpers für   ver-    schiedene Belastungen erfolgen.



   Die Eichung kann auch direkt in der Prüfmaschine durchgeführt werden, indem der   Messkörper    ohne weiteres zwischen die Druckplatten 19 der Prüfmasehine gelegt wird. Die Eichung kann dann für verschiedene   Elastizitätszahlen    des betreffenden   Bate    materials erfolgen.



      PATENTANSPROCHE :   
I. Verfahren zur   Messung    der im Material eines Baukörpers auftretenden Spannung, dadurch   grekennzeiehnet,    dass in den Baukörper (2) ein mit einem Messmittel gefüllter Messkörper (3) eingebaut wird, dessen unter der Wirkung der Spannung eintretende Deformation in einer Richtung mit derjenigen des   Baukörpcrmaterials    (1) übereinstimmt, und dass die im Messmittel entstehende Spannungs änderung gemessen wird.   

Claims (1)

1. II. Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper (3) mittels einer Druckleitung mit einem ausserhalb des Baukörpers (2) anzuordnen bestimmten Regelkörper (12) verbunden ist, durch dessen unter der Wirkung der Spannung eintretende Deformation diejenige des Messkörpers (3) reguliert wird.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, zur Messung der im Material eines Baukörpers auftretenden Druckspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper in den Baukörper so eingebaut wird, dass er unter der Wirkung der Druekspannung zusammengedrückt wird, wobei die im Druckmittel entstehende Spannungserhöhung gemessen wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, zur Messung der im Material eines Baukörpers auftretenden Zugspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper mit dem Baukörpermaterial (1) so verbunden wird, dass er die unter der Wirkung der Zugspannung eintretende Dehnung des Baukörpers mitmacht, wobei der im Messmittel eintretende Spannungsabfall gemessen wird.

   3. Messeinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass für die Messung von Zugspannungen an die Lastübertragungs- flächen (13) des Messkörpers Verbindungsstücke (14) angeschlossen sind zwecks Erzie lung einer zugfesten Verbindung zwischen den Lastübertragungsflächen (13) und dem Bau körpermaterial (1).

   4. Messeinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper (3) ausserhalb der Lastübertragungsflächen mit nachgiebigen Auflagen (15) versehen ist.

   5. Messeinriehtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper aus Blech besteht.

   6. Messeinrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass der Messkörper einen am Rand umlaufenden Wulst (7) aufweist.

   7. Messeinrichtung nach Patent anspruch II, dadurch gelrennzeichnet, dass der Messkörper aus zwei am Rande gewölbten Blechen besteht, die am Ende der Wölbung miteinander verbunden sind.

   8. Messeinriehtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper (3) aus zwei flachen Blechen besteht, die am Rande miteinander verschweisst sind.

   9. Messeinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeiehnet, dass sich wenigstens an eine der beiden Lastübertragungsflächen des Messkörpers eine Platte (8, 16) anschliesst, welche die Last vom Baukörper auf den Mess- körper zu übertragen bestimmt ist.

   10. Messeinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkörper (12) rohrförmig ist.

   11. Messeinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkörper (12) kugelförmig ist.

   12. Melsseinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Hilfsmittel zur Veränderung der Elastizität des Regelkörpers vorgesehen sind.