CN108387332A - 基于表面取样的构件内力测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于表面取样的构件内力测量方法，包括如下步骤：（1）在取样测量部位安装电阻应变片并建立构件实际受力模型，获得电阻应变片桥路平衡参数及取样部位温度；（2）现场表面取样；（3）在实验室内原样连接电阻应变片并建立无外力状态模型，获得电阻应变片桥路平衡参数、应变变化量Δε和实际弹性模量E；（4）利用公式Δσ=EΔε计算样本应力释放量Δσ；（5）按应力‑内力关系公式计算构件工作内力。通过测量结构构件的表面取样样本的应变释放量以及弹性模量，结合构件受力状态测算其截面内力状态，从而指导施工，并采取合理的施工措施，使得施工顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑物结构构件的内力测量方法，尤其是一种基于表面取样的构件内 力测量方法。
背景技术
随着时间的推移和经济的发展这些建筑物常常需要进行增改建，例如在既有建筑物顶部增加新层或在底部对基础部分进行改造增加地下室。在此过程中，原有结构构件的受力状态将会发生一定变化，如果对构件的工作内力估算结果与实际状况误差过大容易导致设计施工不当而发生各类事故。因此，准确测量出构件工作内力，并采取合理的施工措施以保证改造期间以及改造完成后结构构件的安全是增改建工程得以顺利进行的必要条件。
另一方面，在结构增改建的过程中，原有的构件截面往往要进行加强和表面机械处理， 这又为材料实际性能参数的原位取样测定提供了可能性，本发明利用结构改造施工的这一特 点，通过在适当的部位取样来达到准确测定构件材料实际性能参数的目的。
发明内容
本发明提供一种基于表面取样的构件内力测量方法，通过取样构件的应变和弹性模量 测试结合结论推导获得构件的工作内力，从而指导施工，并采取合理的施工措施，使得施工 顺利进行。
本发明提供一种基于表面取样的构件内力测量方法，通过取样构件的应变和弹性模量 测试结合结论推导获得构件的工作内力，与设计受力进行比较，可以分析建筑实际情况，进 而指导增改建施工。
本发明的具体技术方案为：一种基于表面取样的构件内力测量方法，包括如下步骤：
(1)在取样测量部位安装电阻应变片并建立构件实际受力模型，获得电阻应变片桥路平衡参 数及取样部位温度；
(2)现场表面取样；
(3)在实验室内原样连接电阻应变片并建立无外力状态模型，获得电阻应变片桥路平衡参数、 应变变化量Δε和实际弹性模量E；
(4)利用公式Δσ＝EΔε计算样本应力释放量Δσ；
(5)按应力-内力关系公式计算构件工作内力。
通过桥路平衡参数和温度参数建立结构构件的表面取样样本的实际受力模型和实验 室的无外力状态模型，从而测量结构构件的表面取样样本的应变释放量以及弹性模量，结合 构件受力状态测算其截面内力状态，从而指导施工，并采取合理的施工措施，使得施工顺利 进行，将测得的内力与设计受力进行比较，可以分析建筑实际情况，进而指导增改建施工。
作为优选，安装电阻应变片时根据构件受力模式在取样部位沿待测截面内力产生应力 的方向进行粘贴，并按1/4或半桥接法接入桥式电阻应变仪。
作为优选，粘贴电阻应变片之前，对取样部位进行表面磨平，并采用无水酒精进行表 面清洁；粘贴电阻应变片时采用环氧酚醛树脂进行粘贴。
作为优选，安装电阻应变片的表面取样部位选择外棱边部位的钢筋保护层，控制取样 范围为距离电阻应变片安装位置周边50-100mm以内。
作为优选，电阻应变片安装后进行防水绝缘处理，连接电阻应变片的引出线采用防水 接线端子，接线端子内部采用纯铜连线，纯铜连线截面积不小于电阻应变片连接导线的2倍。
作为优选，现场取样前先在电阻应变片安装位置周边20-40mm范围内布置减震措施， 接着采用冲击作用小的机具进行取样，取样过程中避免扰动电阻应变片或者取样区开裂。
作为优选，取样时利用红外线测温仪实时监测电阻应变片安装部位的温度，在取样时， 设备产生的温度控制在电阻应变片及粘贴用胶的极限工作温度以下。
作为优选，实验室为恒温实验室，实验室的温度为安装电阻应变片是构件的表面温度。
作为优选，应力-内力关系公式根据构件的性质分为两种，一种为轴力公式：另一种为弯矩公式：其中A为取样前的柱截面积，I为取 样前的柱截面惯性矩。
本发明的有益效果是：通过桥路平衡参数和温度参数建立结构构件的表面取样样本的 实际受力模型和实验室的无外力状态模型，从而测量结构构件的表面取样样本的应变释放量 以及弹性模量，结合构件受力状态测算其截面内力状态，从而指导施工，并采取合理的施工 措施，使得施工顺利进行，将测得的内力与设计受力进行比较，可以分析建筑实际情况，进 而指导增改建施工。
附图说明
图1是本发明一种取样部位示意图；
图中：1、构件，2、取样部位，3、电阻应变片，4、活动线卡座，5、标记线，6、取样样本。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例：一种基于表面取样的构件内力测量方法(参见图1)，本实施例是在矩形小偏 心受压素混凝土柱(截面积为400mm×400mm)上的实施。具体包括如下步骤：
1、选取拟测量截面对应的矩形角部取样部位2进行表面磨平清洁，本实施例中选取构件的拉 压边缘的两个角部取样部位，打磨面积取100mm(宽)×150mm(高)，边缘用铁笔标记出标记 线5，打磨完成后用无水酒精进行表面清洁；
2、在磨平清洁区域内用铁笔画出平行于构件轴线的应变片粘贴中心线，取中心线到角部的距 离为50mm，然后采用610型环氧酚醛树脂粘贴剂粘贴箔式电阻应变片3，本实施例中的电阻 应变片选用BX120-80AA型应变片，电阻应变片引出线焊接于与应变片一同粘贴的活动线卡 座4上，粘贴完毕后采用环氧树脂对应变片和活动线卡座进行防水处理，引出线采用防水接 线端子，接线端子内部采用纯铜连线且截面积不小于应变片连接导线的2倍；
3、将粘贴好的两个电阻应变片按照半桥接法通过连接导线接入采用桥式电阻应变仪，并进行 调平，本实施例中的电阻应变仪选用DH3821型，电桥调平后在便携式电脑的应变仪软件控 制系统中保存记录平衡参数；
4、记录此时的接线状态和取样部位的表面温度，接着通过活动线卡座断开应变片与桥式电阻 应变仪之间的连接导线，然后采用混凝土水冷切割机具沿着取样部位边缘的标记线进行取样， 控制取样深度为25mm，取样尺寸为25mm×25mm×100mm，切割时尽量减少对应变片粘贴 位置的扰动，在应变变化敏感区采用连续定位钻孔的方式断开取样区混凝土与构件下部混凝 土的联系，保证该区域不发生开裂或脱胶，取样完成后将所取两个取样样本6封存；
5、将所取样本运输到恒温实验室，运输过程中应避免外力碰撞致使样本破裂，进行材料参数 测试时先将实验室温度调整到取样时的取样样本表面温度；
6、所取将两个样本水平放置，在无外力状态下按步骤3中的方式重新连接桥式电阻应变仪， 重新获得桥路平衡参数，并记录此时测得的应变变化值Δε1和Δε2；
7、所取将两个取样样本分别在万能试验机上测定抗压弹性模量E1和E2；
8、按公式Δσ1＝E1Δε1计算第一个取样样本应力释放量值Δσ1，按公式Δσ2＝E2Δε2计算第二个 取样样本应力释放量值Δσ2；
9、按公式计算截面轴力，按公式计算截面弯矩，其中A为取样 前的柱截面积，I为取样前的柱截面惯性矩。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技 术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的 保护范围。
Claims (9)
1.一种基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在取样测量部位安装电阻应变片并建立构件实际受力模型，获得电阻应变片桥路平衡参数及取样部位温度；
(2)现场表面取样；
(3)在实验室内原样连接电阻应变片并建立无外力状态模型，获得电阻应变片桥路平衡参数、应变变化量Δε和实际弹性模量E；
(4)利用公式Δσ＝EΔε计算样本应力释放量Δσ；
(5)按应力-内力关系公式计算构件工作内力。
2.根据权利要求1所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于安装电阻应变片时根据构件受力模式在取样部位沿待测截面内力产生应力的方向进行粘贴，并按1/4或半桥接法接入桥式电阻应变仪。
3.根据权利要求2所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于粘贴电阻应变片之前，对取样部位进行表面磨平，并采用无水酒精进行表面清洁；粘贴电阻应变片时采用环氧酚醛树脂进行粘贴。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于安装电阻应变片的表面取样部位选择外棱边部位的钢筋保护层，控制取样范围为距离电阻应变片安装位置周边50-100mm以内。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于电阻应变片安装后进行防水绝缘处理，连接电阻应变片的引出线采用防水接线端子，接线端子内部采用纯铜连线，纯铜连线截面积不小于电阻应变片连接导线的2倍。
6.根据权利要求1或2或3所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于现场取样前先在电阻应变片安装位置周边20-40mm范围内布置减震措施，接着采用冲击作用小的机具进行取样，取样过程中避免扰动电阻应变片或者取样区开裂。
7.根据权利要求1或2或3所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于取样时利用红外线测温仪实时监测电阻应变片安装部位的温度，在取样时，设备产生的温度控制在电阻应变片及粘贴用胶的极限工作温度以下。
8.根据权利要求1或2或3所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于实验室为恒温实验室，实验室的温度为安装电阻应变片是构件的表面温度。
9.根据权利要求1或2或3所述的基于表面取样的构件内力测量方法，其特征在于应力-内力关系公式根据构件的性质分为两种，一种为轴力公式：另一种为弯矩公式：其中A为取样前的柱截面积，I为取样前的柱截面惯性矩。
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