混凝土应变测点的选择与布置

混凝土应变测点的选择与布置7.1实验目的1.掌握混凝土应变测点的布置原则2.掌握混凝土电阻应变片的选用原则和方法3.掌握混凝土电阻应变片的粘贴技术和防护方法4.掌握百分表装置测量混凝土应变的原理与技术5.掌握电阻应变片的工作原理及温度补偿技术6.了解电阻应变仪单点测量应变的基本原理7.2实验原理㈠电阻应变计的工作原理——利用“应变电阻效应”，即金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。由物理学AlR式中R——金属丝的原始电阻值；——金属丝的电阻率mmm/2；l——金属丝的长度（m）；A——金属丝的截面积2mm。当金属丝受力而变形（伸长或缩短）时，对上式两边取对数再微分KcRdRcldlcVdVcdldlDdDAdAldlAdAldldRdR21212121222所以而式中K——金属丝的灵敏系数，表示单位应变引起的相对电阻变化。㈡电阻应变计的构造1.构造：①引出线②覆盖层③电阻栅④基底图3金属丝的电阻应变原理图4电阻应变计构造2.主要指标：①电阻值R：一般按120计，选用时，应考虑与应变仪配合。②标距l：即敏感栅的有效长度，应根据试件测点处应变梯度的大小选择。③灵敏系数K：单位应变引起应变计的电阻变化。㈢电阻应变计测量应变（应力）1.测量电路——将应变片的电阻变化转换为电压或电流的变化惠斯登电桥示意见图5由电桥特性知，其平衡条件0BDU为：3241RRRR若桥臂电阻发生变化，即失去平衡，产生信号输出BDUA.全桥测量——四个桥臂均外接应变片假定四臂发生的电阻变化分别为4321,,,RRRR，则图5惠斯登电桥图6电阻应变仪URRRRRRRRRRRRUBD4433221122121若四个应变计规格相同，即KKKKKRRRRR43214321,，则43214433221144KURRRRRRRRUUBDB.半桥量测——21,RR为外接应变片，43,RR为应变仪内无感电阻，即043，则214UUBD可见，电桥的邻臂电阻变化的符号相反，成相减输出；对臂符号相同，成相加输出。2.温度补偿技术A.温度补偿应变片法：单点补偿（图7）；多点补偿（图8）图7温度补偿应变计法桥路连接示意（单点补偿）图8温度补偿应变计法桥路连接示意（多点补偿）B.工作应变片温度互补偿法（图9）㈣百分表法测量应变的原理（图10）利用固定在测点上的两个脚标分别固定百分表和刚性杆，结构变形即由百分表测出。该方法特别适合大标距的量测。7.3实验内容及要求㈠电阻应变片的检查分选1.合理选择应变片的标距、类型2.应变片检查分选⑴外观检查。借助放大镜肉眼检查，应变片应无气泡、霉斑、锈点，栅极应平直、整齐、均匀。⑵阻值检查。用万用电表检查，应无短路或断路。在应变片灵敏系数K相同的一批应变片中，将电阻差值变化在±0.5Ω范围内的应变片选出待用。㈡测点处理1.测点检查。检查测点处的表面状况，测点应平整、无缺陷、无裂缝等。2.打磨。用砂布或磨光机打磨，使表面平整、无锈、无浮浆等，并不使断面减小。3.清洗。用棉花蘸丙酮或酒精等清洗，要求棉花干檫时无污染。4.打底。用环氧树脂打底，胶层厚度0.05～0.1mm左右。5.测线定位。用铅笔在测点上画出纵横中心线，纵线应与应变方向一致。图9工作应变计温度互补示意1——百分表；2——脚标；3——固定螺丝；4——刚性杆图10百分表法测量应变的装置㈢应变片粘贴1.上胶贴片。用镊子夹应变片引出线，在背面上一层薄胶，测点也涂上薄胶，将片对准放上，测点上十字中心线应与应变片上的标志对准。2.挤压。在应变片上盖一小片玻璃纸，用手指沿一个方向滚压，挤出多余胶水。胶层应尽量薄，并注意应变片的位置不滑动。3.加压。用手指轻压1～2min。㈣固化处理。在室温条件下，自然干燥1～2d。㈤粘贴质量检查1.外观检查。借助放大镜肉眼检查，应变片应无气泡、粘贴牢固、方位准确。2.阻值检查。用万用表的电阻挡检查应变片有无短路、断路现象，如不能排除故障，则重贴。㈥制作防潮层。为使应变片能在潮温环境或混凝土中具有足够的绝缘度，在应变片贴好后，必须制作防潮层。