專(zhuān)利名稱(chēng)：砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工作應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
即有砼構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力是反映其工作狀態(tài)、安全性的重要指標(biāo)之一，也是建筑物
改造加固的重要參數(shù)之一。環(huán)切應(yīng)力測(cè)試法是一種在既有建筑豎向構(gòu)件上測(cè)量應(yīng)力的技
術(shù)。環(huán)切應(yīng)力測(cè)試可在無(wú)損(或微破損)條件下，客觀反映構(gòu)件應(yīng)力分布狀況，為結(jié)構(gòu)改造加
固提供科學(xué)數(shù)據(jù)，確保結(jié)構(gòu)的使用安全與工程穩(wěn)定。具有實(shí)用性意義和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效.、/■
Mo環(huán)切法也稱(chēng)之為刻槽法，環(huán)切法的基本原理是采用局部破壞使環(huán)內(nèi)混凝土應(yīng)力釋放，通過(guò)測(cè)定環(huán)內(nèi)混凝土的應(yīng)力·釋放量來(lái)估計(jì)和推斷結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。該項(xiàng)技術(shù)的研究，始于巖石錨桿支護(hù)和鐵路隧道工程及大壩工程的應(yīng)力檢測(cè)。在對(duì)于大體積混凝土的應(yīng)力和強(qiáng)度測(cè)試，一直以來(lái)都是采用埋設(shè)應(yīng)力傳感器，光纖等技術(shù)，但這些測(cè)試方法僅適用于新建項(xiàng)目或試驗(yàn)構(gòu)件。對(duì)于既有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力測(cè)試則上述方法均無(wú)法操作，通過(guò)在混凝土結(jié)構(gòu)上切孔使其局部應(yīng)力釋放的方法能有效解決既有應(yīng)力的測(cè)試問(wèn)題。但由于砼材料的復(fù)雜性以及實(shí)體結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的不同，極易造成實(shí)際工作應(yīng)力與理論應(yīng)力的偏差。具體表現(xiàn)為環(huán)切后的應(yīng)力釋放率不可能達(dá)到100%，需通過(guò)數(shù)據(jù)修正來(lái)推定構(gòu)件實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的環(huán)切法僅限于實(shí)驗(yàn)室條件下試件預(yù)埋導(dǎo)線(xiàn)，或是對(duì)500*500mm以下的小型構(gòu)件作穿越導(dǎo)線(xiàn)法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，但該方法的應(yīng)用受構(gòu)件尺寸和穿孔導(dǎo)線(xiàn)作業(yè)難度以及設(shè)備條件的限制。首先，由于粘貼應(yīng)變片前需在檢測(cè)面上直接穿孔進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)作業(yè)，會(huì)造成備檢區(qū)環(huán)內(nèi)混凝土疏松受損和局部應(yīng)力提前釋放，從而影響環(huán)切時(shí)測(cè)試的精度，其次受構(gòu)件尺寸、配筋、混凝土強(qiáng)度以及設(shè)備條件的限制，穿孔導(dǎo)線(xiàn)作業(yè)難度極大。目前我國(guó)高層建筑較多，承重構(gòu)件尺寸普遍較大，對(duì)于既有建筑中的大型構(gòu)件(500*500mm以上)則無(wú)法采用預(yù)埋導(dǎo)線(xiàn)或穿孔導(dǎo)線(xiàn)法現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，故該方法的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用具有明顯局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有結(jié)構(gòu)應(yīng)力環(huán)切檢測(cè)方法在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面的局限性，提供一種砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
本發(fā)明砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法:首先測(cè)量砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值e O，斷開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)，在檢測(cè)點(diǎn)環(huán)切，環(huán)切后連上導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量應(yīng)力值e i，用公式O =E ( e e C1)計(jì)算砼構(gòu)件的工作應(yīng)力，其中，O為砼構(gòu)件的工作應(yīng)力，E為砼的彈性模量。在工程應(yīng)用時(shí)，采用二次斷線(xiàn)法進(jìn)行測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)多次斷線(xiàn)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)斷線(xiàn)法測(cè)量與連續(xù)導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的誤差約在5%左右，在行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范允許的誤差范圍之內(nèi)。在上述環(huán)切檢測(cè)方法中，所述環(huán)切的環(huán)切深度為50 70mm、環(huán)切直徑為100 150mm。。優(yōu)選的，環(huán)切深度為50mm、環(huán)切直徑為100mm。前述砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法:測(cè)量砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值的方法為在砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)粘貼電阻應(yīng)變片，通過(guò)電阻應(yīng)變儀讀取應(yīng)力值。前述砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，為了減小誤差，最好是兩次測(cè)量應(yīng)力值的時(shí)間間隔不大于20min。兩次測(cè)量的間隔越小，誤差越小。一般來(lái)說(shuō)，間隔在20min以?xún)?nèi)的二次測(cè)量誤差可以控制在2%以?xún)?nèi)。環(huán)切深度是環(huán)切法檢測(cè)工作應(yīng)力的關(guān)鍵，由于所測(cè)構(gòu)件的混凝土保護(hù)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(duì)混凝土造成大的損傷，環(huán)切深度以不超過(guò)鋼筋表面為宜。但是，有限元分析結(jié)果表明環(huán)孔深度達(dá)0.7d以上時(shí)，測(cè)區(qū)的應(yīng)力才可能降為零，故試驗(yàn)環(huán)切深度宜控制在50 70_范圍內(nèi)，這樣的深度對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞影響較小，具有一定的實(shí)用性。根據(jù)對(duì)環(huán)切深度30mm、50mm、70mm,環(huán)切直徑100mm、150mm共6組組合,對(duì)12個(gè)5仝
構(gòu)件的測(cè)試結(jié)果分析，環(huán)切深度對(duì)應(yīng)力釋放率的影響最大。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)環(huán)切深度H=30mm時(shí)，環(huán)內(nèi)混凝土應(yīng)力釋放率為78.3% ;當(dāng)環(huán)切深度H=50mm時(shí)，環(huán)內(nèi)混凝土應(yīng)力釋放率為85.0% ；當(dāng)環(huán)切深度H=70mm時(shí)，環(huán)內(nèi)混凝土應(yīng)力釋放率為87.5% ;從環(huán)切直徑與應(yīng)力釋放率分析表明；相同條件下單位體積應(yīng)力釋放率以環(huán)切直徑IOOmm為優(yōu)。鑒于微損性檢測(cè)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)損傷程度最小化原則和試驗(yàn)結(jié)果篩選的綜合考慮，工程應(yīng)用選擇環(huán)切深度50mm環(huán)切直徑IOOmm為宜。
有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析表明，環(huán)切軸心受壓下環(huán)切中心處的環(huán)內(nèi)應(yīng)力試驗(yàn)值為8.09Mpa，與理論值10.0lMPa的相對(duì)平均誤差為13.8%，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度達(dá)到85%，具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值，具體的工程應(yīng)用實(shí)例測(cè)試結(jié)果如表I所示:
表I現(xiàn)場(chǎng)環(huán)切后環(huán)切中心處的釋放應(yīng)力
權(quán)利要求
1.一種砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，其特征在于:首先測(cè)量砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值Stl，斷開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)，在檢測(cè)點(diǎn)環(huán)切，環(huán)切后連上導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量應(yīng)力值S1，用公式σ=Ε( S1-Stl)計(jì)算砼構(gòu)件的工作應(yīng)力，其中，σ為砼構(gòu)件的工作應(yīng)力，E為砼的彈性模量。
2.按照權(quán)利要求1所述砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，其特征在于:所述環(huán)切的環(huán)切深度為50 70mm、環(huán)切直徑為100 150mm。
3.按照權(quán)利要求2所述砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，其特征在于:所述環(huán)切深度為50mm、環(huán)切直徑為100mm。
4.按照權(quán)利要求1所述砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，其特征在于:測(cè)量砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值的方法為在砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)粘貼電阻應(yīng)變片，通過(guò)電阻應(yīng)變儀讀取應(yīng)力值。
5.按照權(quán)利要求1所述砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，其特征在于:兩次測(cè)量應(yīng)力值的時(shí)間間隔不大于20min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種砼構(gòu)件工作應(yīng)力的環(huán)切檢測(cè)方法，首先測(cè)量砼構(gòu)件檢測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值ε0，斷開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)，在檢測(cè)點(diǎn)環(huán)切，環(huán)切后連上導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量應(yīng)力值ε1，用公式σ=E(ε1-ε0)計(jì)算砼構(gòu)件的工作應(yīng)力，其中，σ為砼構(gòu)件的工作應(yīng)力，E為砼的彈性模量，本發(fā)明在測(cè)量檢測(cè)的應(yīng)力值時(shí)采用斷線(xiàn)應(yīng)力測(cè)量方法，無(wú)需在檢測(cè)面上直接鉆孔穿越導(dǎo)線(xiàn)，不損傷測(cè)區(qū)混凝土，避免測(cè)試前的應(yīng)力損失，采用本發(fā)明方法，結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)量準(zhǔn)確率可達(dá)85%以上，并且本發(fā)明采用環(huán)切法，對(duì)砼的損壞性小，屬于微損性檢測(cè)，可以方便的應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng)。
文檔編號(hào)G01L1/22GK103076118SQ201110329638
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者方俠敏 申請(qǐng)人:貴州中建建筑科研設(shè)計(jì)院有限公司