砼構件工作應力的環切檢測方法
2023-09-14 01:03:05
專利名稱：砼構件工作應力的環切檢測方法
技術領域：
本發明涉及工作應力檢測技術領域，特別是涉及一種砼構件工作應力的環切檢測方法。
背景技術：
即有砼構件的實際應力是反映其工作狀態、安全性的重要指標之一，也是建築物
改造加固的重要參數之一。環切應力測試法是一種在既有建築豎向構件上測量應力的技
術。環切應力測試可在無損(或微破損)條件下，客觀反映構件應力分布狀況，為結構改造加
固提供科學數據，確保結構的使用安全與工程穩定。具有實用性意義和顯著的社會經濟效.、/■
Mo環切法也稱之為刻槽法，環切法的基本原理是採用局部破壞使環內混凝土應力釋放，通過測定環內混凝土的應力·釋放量來估計和推斷結構的實際應力狀態。該項技術的研究，始於巖石錨杆支護和鐵路隧道工程及大壩工程的應力檢測。在對於大體積混凝土的應力和強度測試，一直以來都是採用埋設應力傳感器，光纖等技術，但這些測試方法僅適用於新建項目或試驗構件。對於既有結構的應力測試則上述方法均無法操作，通過在混凝土結構上切孔使其局部應力釋放的方法能有效解決既有應力的測試問題。但由於砼材料的複雜性以及實體結構受力狀態的不同，極易造成實際工作應力與理論應力的偏差。具體表現為環切後的應力釋放率不可能達到100%，需通過數據修正來推定構件實際應力狀態。國內現有的環切法僅限於實驗室條件下試件預埋導線，或是對500*500mm以下的小型構件作穿越導線法現場測試，但該方法的應用受構件尺寸和穿孔導線作業難度以及設備條件的限制。首先，由於粘貼應變片前需在檢測面上直接穿孔進行導線作業，會造成備檢區環內混凝土疏鬆受損和局部應力提前釋放，從而影響環切時測試的精度，其次受構件尺寸、配筋、混凝土強度以及設備條件的限制，穿孔導線作業難度極大。目前我國高層建築較多，承重構件尺寸普遍較大，對於既有建築中的大型構件(500*500mm以上)則無法採用預埋導線或穿孔導線法現場進行應力測試，故該方法的現場應用具有明顯局限性。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有結構應力環切檢測方法在現場應用方面的局限性，提供一種砼構件工作應力的環切檢測方法。為了解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案:
本發明砼構件工作應力的環切檢測方法:首先測量砼構件檢測點的應力值e O，斷開導線，在檢測點環切，環切後連上導線測量應力值e i，用公式O =E ( e e C1)計算砼構件的工作應力，其中，O為砼構件的工作應力，E為砼的彈性模量。在工程應用時，採用二次斷線法進行測試，在實驗室經多次斷線試驗，發現斷線法測量與連續導線測量的誤差約在5%左右，在行業設計規範允許的誤差範圍之內。在上述環切檢測方法中，所述環切的環切深度為50 70mm、環切直徑為100 150mm。。優選的，環切深度為50mm、環切直徑為100mm。前述砼構件工作應力的環切檢測方法:測量砼構件檢測點應力值的方法為在砼構件檢測點範圍內粘貼電阻應變片，通過電阻應變儀讀取應力值。前述砼構件工作應力的環切檢測方法，為了減小誤差，最好是兩次測量應力值的時間間隔不大於20min。兩次測量的間隔越小，誤差越小。一般來說，間隔在20min以內的二次測量誤差可以控制在2%以內。環切深度是環切法檢測工作應力的關鍵，由於所測構件的混凝土保護層厚度一般在30mm左右，鋼筋間距在150 200mm，為避免傷及鋼筋和對混凝土造成大的損傷，環切深度以不超過鋼筋表面為宜。但是，有限元分析結果表明環孔深度達0.7d以上時，測區的應力才可能降為零，故試驗環切深度宜控制在50 70_範圍內，這樣的深度對結構的破壞影響較小，具有一定的實用性。根據對環切深度30mm、50mm、70mm,環切直徑100mm、150mm共6組組合,對12個5仝
構件的測試結果分析，環切深度對應力釋放率的影響最大。經統計，當環切深度H=30mm時，環內混凝土應力釋放率為78.3% ;當環切深度H=50mm時，環內混凝土應力釋放率為85.0% ；當環切深度H=70mm時，環內混凝土應力釋放率為87.5% ;從環切直徑與應力釋放率分析表明；相同條件下單位體積應力釋放率以環切直徑IOOmm為優。鑑於微損性檢測應對結構損傷程度最小化原則和試驗結果篩選的綜合考慮，工程應用選擇環切深度50mm環切直徑IOOmm為宜。
有限元計算結果與試驗結果對比分析表明，環切軸心受壓下環切中心處的環內應力試驗值為8.09Mpa，與理論值10.0lMPa的相對平均誤差為13.8%，測試數據準確度達到85%，具有實際工程應用價值，具體的工程應用實例測試結果如表I所示:
表I現場環切後環切中心處的釋放應力
權利要求
1.一種砼構件工作應力的環切檢測方法，其特徵在於:首先測量砼構件檢測點的應力值Stl，斷開導線，在檢測點環切，環切後連上導線測量應力值S1，用公式σ=Ε( S1-Stl)計算砼構件的工作應力，其中，σ為砼構件的工作應力，E為砼的彈性模量。
2.按照權利要求1所述砼構件工作應力的環切檢測方法，其特徵在於:所述環切的環切深度為50 70mm、環切直徑為100 150mm。
3.按照權利要求2所述砼構件工作應力的環切檢測方法，其特徵在於:所述環切深度為50mm、環切直徑為100mm。
4.按照權利要求1所述砼構件工作應力的環切檢測方法，其特徵在於:測量砼構件檢測點應力值的方法為在砼構件檢測點範圍內粘貼電阻應變片，通過電阻應變儀讀取應力值。
5.按照權利要求1所述砼構件工作應力的環切檢測方法，其特徵在於:兩次測量應力值的時間間隔不大於20min。
全文摘要
本發明公開了一種砼構件工作應力的環切檢測方法，首先測量砼構件檢測點的應力值ε0，斷開導線，在檢測點環切，環切後連上導線測量應力值ε1，用公式σ=E(ε1-ε0)計算砼構件的工作應力，其中，σ為砼構件的工作應力，E為砼的彈性模量，本發明在測量檢測的應力值時採用斷線應力測量方法，無需在檢測面上直接鑽孔穿越導線，不損傷測區混凝土，避免測試前的應力損失，採用本發明方法，結構應力測量準確率可達85%以上，並且本發明採用環切法，對砼的損壞性小，屬於微損性檢測，可以方便的應用於施工現場。
文檔編號G01L1/22GK103076118SQ201110329638
公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者方俠敏 申請人:貴州中建建築科研設計院有限公司