环孔法测试凝土柱工作应力的试验与研究.doc

环孔法测试混凝土柱工作应力的试验与研究 一：引言 本文共进行了5根钢筋混凝土柱的试验研究，在试验的基础上，对环孔内混 凝土表面电阻应变片的应变变化值进行了研究，分析了影响环孔内电阻应变片的 应变变化值测试结果的各种因素，分析了不同钻孔深度下混凝土的应力释放情 况。 二：试件设计及制作 1：试件设计 实际工程中构件的形状千变万化，考虑到实验室的试验条件和场地限制，本 次试验的试件设计为方形柱较为合适，并且柱子也是实际工程中应用较广的构 件。工程上钢筋混凝土的使用率较高，但是环孔法在测试钢筋混凝土构件工作应 力时，应变计是贴在混凝土表面，表现的是混凝土的应变。钢筋对应变计的变形 有影响，但是钢筋到应变计还有保护层厚度的距离，对应变计的影响应该以混凝 土的为主。因此，本次试验主要研究混凝土柱在单轴受压下的应力释放情况，所 以试件为混凝土柱。素混凝土的抗拉性能较差，为了防止试件在吊装过程中破坏， 在试件中配少量的构造钢筋，增强试件的抗拉破坏能力。由于试件钢筋很少，所 以在有限元分析和实际应力计算时可以忽略钢筋的影响，作为素混凝土柱考虑。 在实际工程中钢筋混凝士柱的截面尺寸不等，如果在实验室内进行试验时完 全去模拟实际工程中柱子的截面尺寸不太现实。同时应考虑到试验设备的限制， 试验所采用的加载设备为wmr_一5000(四)型微机控制电液伺服压力试验机，其台 座宽度为450mm，并且当构件尺寸超过600mm时，安装就位也比较困难。而且 环孔法测试方法是属于非破损或微破损测试方法，这样试验中对试件截面的削弱 应减小到最小。轴心受压构件要消除端面约束的影响，构件高度应至少是其边长 的两倍。综合考虑以上因素，本试验设计的试件尺寸为500nlnl×500mm×1500mm，试件尺寸按足尺的l：l比例设计。本试验中环孔的内径为lOOmm，外径为1lOmm 试件尺寸及配筋情况见图5．1。 :2试件制作 试件的截面尺寸和钢筋位置依照设计制作，试件截面尺寸为500mm×500mm ×1500mm，混凝土强度为C25，试件依次编号为：A．1、A．2、A．3、A．4、A．5， 五根试件采用相同的配筋，纵向钢筋采用4根直径16mm的HRB235级钢筋，箍 筋采用直径10I砌的强，B235级钢筋，间距300mm。为了在钻孔过程中能够连续 的采集数据，在钻孔位置预埋导线，导线穿过柱子，这样应变计就能通过导线从测试面的背面引出，不受钻孔机的影响，能够边钻孔边采集数据。试件的混凝土采用机械搅拌，用木模浇注成型，在制作试件的同时，浇捣3个15mmx150mm x 150mm立方体试块，作为测试立方体抗压强度用。 5．3试验仪器设备 本文试验中用到的仪器设备有，YAw一5000(四)型微机控制电液伺服压力试 验机，TS3860静态电阻应变仪，BGK_40s振弦读数仪，v矾100振弦点焊型应 变计，BXl20．50从电阻应变片，型混凝土取芯机，还有导线，粘结剂及防水防 潮剂，绝缘胶布，尺子，万用表，电烙铁等其它工具。下面就对一些主要仪器设 备作简要介绍。 一、Aw一5000(四1型微机控制电液伺服压力试验机 本文试验的加载设备为Ⅵ卅5000(四)型微机控制电液伺服压力试验机，见 图5-3，该试验机的最大量程为5000KN，主机采用动横梁，四柱结构，压缩窄间 大，稳定性好；控制部分是采用宽调速范围的电液比例阀组及计算机数字控制等 先进技术研制的全数字式闭环调速控制系统。整机实现了计算机对试验全过程的 自动控制，可|三I实现试验力等速率控制，并可进行试验力保持。 自动控制，可以实现试验力等速率控制，并可进行试验力保持。 本文的试验就是模拟构件在实际工作中的应力测试，所以在试验过程中加载 设备要使试件保持一定的荷载，然后在试件上钻环孔释放应力。 二、BGK_408振弦读数仪 BGK-408型振弦式仪器读数仪是基康公司生产的系列振弦式传感器配套的电测读数仪表，见图5．4，其主要特点有： 采用全密封便携式结构、薄膜防水面板和带背光的大屏幕汉显液晶面板能胜 任全天候工作环境；采用菜单式人机交互操作，用户可以根据提示任意设定读数 仪的初始参数和工作状态；内置大容量的静态数据储存器能在测量显示的同时储 存测值，最多可储存达1920支仪器的数据；配备Rs．232C通讯接口，可以通过 计算机及相关通讯软件实现对读数仪的控制、实时监测、参数下载和数据上传等 功能；高精度和高稳定性测量。 三、VK4100振弦式应变计 vk4100振弦式应变计主要用于测量