Файл: В.А. Тесля Железобетонные конструкции.pdf

13

элементами, имеющими трещины. Поэтому составление отчета по анализу прогибов необходимо выполнить для двух случаев – при отсутствии трещин и при их наличии. При испытании мы имеем данные по прогибам при отсутствии и при наличии трещин.

А) Определение прогибов при отсутствии трещин

Прогибы определяются:

1. При действии равномерно распределенной нагрузки

Внашем случае – от действия нагрузки собственного веса балки.

2.При действии сосредоточенной нагрузки

Таким образом, необходимо определять дважды кривизну балки

прогибов выполняется в табличной форме.

14

Производится построение графика прогибов

Б) Определение прогибов при наличии трещин

Прогибы определяются по ранее приведенным формулам, но при этом по другой методике определяется кривизна. Кривизну определяют по формуле:

Мы уже выше определяли z, ϕf и ξ – будем их использовать при решении задач от действия сосредоточенных нагрузок. Потребуется дополнительно определение этих величин от равномерно распределенной нагрузки собственного веса балки. В формуле φb = 0,9, ν = 0,45.

Последующий расчет необходимо вести в табличной форме, как это показано ниже. Значение φls 1 ,1, см. табл. 32 [5].

16

позволяет проведение многоточечных измерений с одновременной регистрацией результатов с их последующей объективной обработкой [3].

Под первичным средством электрических методов измерения, т.е. датчиков, понимается элемент измерительной схемы, находящийся непосредственно в месте измерения и однозначно преобразующий измеряемую величину в соответствующие изменения параметров питающего тока. В датчиках (тензорезисторах) величины деформаций преобразуются в соответствующие изменения активного, индуктивного или емкостного сопротивления, электродвижущей силы (ЭДС) или напряжения.

Важнейшей характеристикой резистора является его коэффициент тензочувствительности, который представляет собой отношение относительного изменения сопротивления тензорезистора к его относительной деформации.

Наиболее широкое распространение получили проволочные тензорезисторы, представляющие собой несколько близко расположенных петель константановой проволоки (в виде решетки), наклеенной специальным эластичным клеем на полоску тонкой бумаги (рис. 6).

Рис. 6. Схемы тензорезисторов различных типов:

а– проволочный петлевой на бумажной основе; б – фольговый петлевой;

в– фольговой короткобазный; г – фольговый мембранный сложной конфигурации; 1 – основа; 2 – константановая проволока; 3 – полоска бумаги; 4 – выводы; 5 – фольга

Кконцам проволочной решетки для удобства электромонтажа припаивают тоководы в виде медной проволоки диаметром 0,1-0,2 мм и

17

длиной 20-30 мм. Так как тензорезистор должен обладать высокой тензочувствительностью, высоким удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом сопротивления, то обычно решетки тензорезистора изготовляют из сплавов меди с никелем (константан, эдванс, элинвар и др.) диаметром 0,12-0,3 мм.

Кположительным качествам тензорезистора относятся:

•возможность непосредственной регистрации деформаций как на поверхности, так и внутри конструкции;

•высокая точность измерения деформаций; возможность измерения деформаций на всех ступенях нагрузок вплоть до текучести материала конструкции (при текучести материала показания тензорезистора неверные);

•сравнительная простота установки датчика на исследуемую конструкцию и возможность установки его в местах, недоступных для механических приборов;

•возможность исследования деформаций разнообразных деталей и элементов конструкций, подвергнутых как статическим, так и динамическим нагрузкам;

•относительная простота и дешевизна изготовления проволочных тензорезисторов при малой их массе и незначительных размерах.

Из перечисленных разновидностей датчиков в области испытаний

строительных конструкций получили распространение датчики механических параметров резистивного типа (тензорезисторы), выходной сигнал которых обусловлен изменением омического сопротивления тензорешетки.

Относительное изменение сопротивления тензорезистора при его деформации вместе с поверхностью изделия, к которой он прикреплен, выражается отношением [3]

∆RR = ∆ll (1 + 2µ)+ ∆ρρ,

где R – сопротивление тензорезистора, Ом; l – длина проволоки, см;

µ– коэффициент Пуассона проволоки.

Вэтом случае тензочувствительность K определяется по формуле

K = ∆RRε = (1 + 2µ)+ ∆ρερ,

18

где ε = ∆ll – относительная деформация.

Важными параметрами тензорезистора являются величина измерительной базы и сопротивление. Для измерения деформаций на бетоне необходимо применять тензорезисторы с базой от 50 до 100 мм, а сопротивление при статических испытаниях от 50 до 400 Ом.

Подготовка балки к испытанию, методика испытаний

Точность измерения деформаций с применением тензорезисторов и электронной аппаратуры (ЦТМ-5) [4] зависит, прежде всего, от качества подготовительных работ, среди них:

1.Правильный выбор компенсационных тензорезисторов, так как относительно большая разница в сопротивлениях рабочих и компенсационных тензорезисторах смещает начальный (нулевой) отчет, что приводит к уменьшению диапазона измерений. Разница в сопротивлениях не должна быть более 0,3 Ом.

2.Подготовка поверхности балки перед наклейкой тензорезисторов. Необходимо зачистить поверхность в местах наклейки, обезжирить

иобезводить место наклейки, убрать неровности, “ забить” цементным раствором раковины, крупные поры. Наклейку датчиков необходимо производить на сухую гладкую поверхность, поэтому подготовку поверхности необходимо выполнять за 2-3 недели до наклейки.

3.Перед непосредственной наклейкой поверхность промывают техническим спиртом или ацетоном и протирают поверхность ватой, пропитанной спиртом для удаления атмосферной влаги.

4.Производится огрунтовка клеем (например БФ2) для повышения адгезии при наклейке. Сначала используют 2 – 3 слоя клея более жидкой консистенции, причем каждый последующий слой наносят после сушки предыдущего.

5.После огрунтовки на подготовленную поверхность балки и основу датчика наносится тонкий слой клея и просушивается в течение 5- 10 минут. Затем на основу датчика наносится более толстый слой клея,

итензорезистор укладывают на подготовленное место. Клей рекомендуется наносить круглыми или плоскими колонковыми кисточками №5-10.

6.При повышенной влажности помещения, где производится испытание, необходимо защитить датчики гидроизолирующим покрыти-