結(jié)構試驗技術之工程結(jié)構靜載試驗

結(jié)構試驗技術StructuralTestingTechnology

陳再現(xiàn)講師、博士上課了?。?！1§3.3結(jié)構靜載試驗的量測系統(tǒng)

量測系統(tǒng)又稱為采集系統(tǒng)，是用各種儀器和裝置測量試驗數(shù)據(jù)中的輸入（作用）和輸出（效應、響應）數(shù)據(jù)試驗數(shù)據(jù)的采集是試驗的重要步驟，也是結(jié)構試驗成功的必要條件之一，只有采集到可靠的數(shù)據(jù)，才能通過數(shù)據(jù)處理得到正確的試驗結(jié)果。為采集到準確、可靠的數(shù)據(jù)，應該采用正確的采集方法。2一、數(shù)據(jù)測量方法儀器測量與人工記錄：如用百分表測量位移，用直尺或裂縫觀測儀測裂縫寬度儀器測量與儀器記錄：如用傳感器配X-Y記錄儀進行測量和記錄，或用傳感器、放大器和磁帶記錄儀進行測量和記錄。數(shù)字化測量與記錄：計算機系統(tǒng);用應變儀配應變計或位移計測量應變或位移。

在實際試驗時，采用何種數(shù)據(jù)采集方法應該根據(jù)試驗目的和要求及儀器設備的實際條件來確定，應該按照用最經(jīng)濟合理的代價來獲取最多的有用數(shù)據(jù)的原則來確定。§3.3結(jié)構靜載試驗的量測系統(tǒng)

3§3.3結(jié)構靜載試驗的量測系統(tǒng)

感受部分放大部分顯示記錄部分測量儀表的基本組成

傳感器將被測物理量(如位移,力)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對接收到的電信號用硬件電路進行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進行信號分析，顯示記錄裝置則測量結(jié)果顯示出來，提供給觀察者或其它自動控制裝置。

4感受部分：被測量的變化轉(zhuǎn)換部分：齒輪傳動，變化放大顯示部分：刻度盤測量儀表的基本組成5

二、結(jié)構試驗測量儀器的主要技術性能指標1．刻度值：（最小分度值）儀器的指示或顯示裝置所能指示的最小測量值，即是每一最小刻度所表示被測量的數(shù)值。2．量程：儀器可以測量的最大范圍3．靈敏度：被測量的單位物理量所引起儀器輸出或顯示裝置示值的大小，即儀器對被測物理量變化的反應能力。4．分辯率：儀器測量被測物理量最小變化值的能力?！?.3結(jié)構靜載試驗的量測系統(tǒng)

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5．線性度：儀器校準曲線對理想擬合直線的接近程度，可用校準曲線與擬合直線的最大偏差作為評定指標。6．穩(wěn)定性：當被測物理量數(shù)值不變，儀器在規(guī)定的時間內(nèi)保持標值與特性參數(shù)不變的能力。7．精密度（重復性）：在同一工作條件下，儀器多次重復測量同一數(shù)值的被測量時，保持示值一致的能力。

8.精確度：儀器指示值與被測值的符合程度。準確度和精密度的總稱。§3.3結(jié)構靜載試驗的量測系統(tǒng)

7三、店儀器蠻的標窩定為了橋確定墳儀器菠設備獻的靈午敏度以和精溫確度沃，確上定試脖驗數(shù)指據(jù)的晝誤差碑，應協(xié)該在試驗進前或試驗冬后對儀裁器設秀備進繪行標懂定。權儀器練標定嗽可按際兩種候情況僑進行漆：1.對儀咽器進鋼行單銳件標污定2.對儀姐器系基統(tǒng)進撕行系船統(tǒng)標弓定?！?撒.3結(jié)構雀靜載聯(lián)試驗至的量放測系柔統(tǒng)8四、竊結(jié)構叉試驗被時測胡量儀侄器的駱使用種要求1．測量局儀器顆不應倍該影響刪結(jié)構野的工妖作，要茶求儀種器自訪重輕豪，尺磨寸小蠢，尤德其是鴿對模柔型結(jié)班構試擔驗，轎還要腹考慮乒儀器姥的附股加質(zhì)化量和亞儀器堤對結(jié)姑構的彎作用殿力。2．測量樸儀器掀具有降合適建的靈蒙敏度講和量愁程，拾精度灣一般帶要求慚所測滅最大沉誤差逆不超小過5%，量嶄程以刷選最汗大被印測值笑的1.貪25至2倍為好焰。3．安裝龜使用即方便之，穩(wěn)定譽性和精確寸度好。4．價廉揮耐用蚊，可鮮重復臨使用夕，安以裝可循靠，屑維修農(nóng)容易置。5．在達掛到上欲述要蹲求條佳件下省，盡儉量要孫求多鈔功能鐘、多輪用途線，以盒適應吵多方跟面的剝需要孤?！?衫.3結(jié)構饒靜載么試驗竿的量杜測系雨統(tǒng)9四、摟主要息內(nèi)容應變謠測量其他席參數(shù)部測量慮儀器數(shù)據(jù)蜻采集克系統(tǒng)§3睜.3結(jié)構及靜載俘試驗音的量紐奉測系評統(tǒng)103.散3.呈1應變糕測量測量晌方法趨：電阻生應變猾儀：外應變附計+應變劉儀（倆常用叢）手持跌應變艦儀：獲校核級，測擋點少喘時采渴用。位移傅計方碑法：像足尺上結(jié)構劉試驗民應變售測量光測體法（鳳云紋絹法、倦激光萌衍射潤法、零光彈手法）幸：測躲量平贈面應維變，槍較多險用于喇測量悟節(jié)點找和局喉部應框力。11一、電阻紗應變便計3.溜3.濫1應變塘測量12構造輪：基類底有旱膠基鐮和紙內(nèi)基，盤電阻僑柵有赤金屬詢絲或吼箔3.肥3.勿1應變周測量13電阻票應變漢計原宜理：設變蓮形后阻其長鋪度變待化為取對譯數(shù)微配分：式中近：在彈秤性范搭圍電絞阻應績變計赴的靈斧敏系波數(shù)為揀一常豪數(shù)靈敏兼系數(shù)勤通常K=2靜.0左右3.維3.柿1應變繞測量14選用攀原則貧：標距L：選暢擇原餐則上應盡蘇量小。特些別是吉對于巷應力擦梯度夫較大休的結(jié)顫構和糾應力鍵集中齒的測烤點。杏但對合某些五非均拾質(zhì)材綢料組可成的序結(jié)構撕，應何有適鼻當范量圍，坦如混主凝土舅應取吃大于錦骨料辦的最什大粒抖徑的3倍；救磚石厭結(jié)構收取大液于4皮磚督等，均才能馬正確笛反映竄平均違值。阻值R：R=1醫(yī)20兆Ω(樸60～60慘0Ω棉)。應槍變計佳阻值牌相差0.譯5%，并乏結(jié)合運和應挑變儀咸選用吊。靈敏期系數(shù)K：K≈2晚.0仇(1過.8～2.鞋6)，同嶼次試廈驗宜惕相同3.紹3.涼1應變脾測量15粘貼供技術3.今3.丙1應變血測量16粘貼紙技術3.忘3.輝1應變波測量17二、電阻唇應變壩儀3.殘3.氏1應變衛(wèi)測量e=壤10刊00裹meDR/姥R=Ke=2批.0腥*1礎00膠0m中e=勝0.疑00惑2微弱樸的電江信號挽測量去困難信號刺測量案然后澆經(jīng)放晉大電聞路放呢大后謎處理Q2罪35屈服存應變怒在20腔0~儲30侍0me左右18二、電阻戀應變予儀3.肺3.輸1應變?nèi)鰷y量電阻懇應變女儀是罵把電壇阻應孤變量借測系癢統(tǒng)中逆放大撈與指傍示（項記錄姐、顯柴示）表部分喚組合暢在一輩起的劇量測易儀器宣，主津要是昏由振幼蕩器孕，測淚量電海路、歲放大脈器，安相敏形檢波騎器和閣電源宋等部矩分組村成，刮把應狐變計尾輸出券的信絞號進北行轉(zhuǎn)滿換，昨放大救，檢胞波以為至指坡示或結(jié)記錄籠。19二、電阻烤應變擺儀3.型3.議1應變濤測量20電阻偏應變姜儀的蠶原理:本質(zhì)縫上就潔是電眾橋的清工作裁原理黨，通遞常采般用惠斯衣登電皂橋。如竟下圖姜所示銜。AUUBDBCD3.饅3.翠1應變穿測量21由分享壓原企理可侵得：假定四臂發(fā)生的電阻變化分別為、、、則橋路輸出電壓增量為：3.綿3.途1應變鹽測量22若4個應趙變計恰規(guī)格擋相同即趴，由此撫可見凱，電竟橋的響輸出蟻電壓夸與四句個橋撫臂應葵變的行代數(shù)裹和呈逮線性仗關系森，且鄰臂井電阻完變化的符搏號相雁反，竊成相減乖輸出，對臂蝦電阻蛇變化的符勢號相場同，姑成相加追輸出。3.足3.緊1應變俊測量231、溫扛度補霞償技美術Te屯mp呢er含at牽ur奶e攏Co堪mp恢en種sa貪ti傻on開T頭ec董h(huán)n靜iq拔ue解決哪方案利用斬橋臂布工作細特性24解決方案利用橋臂工作特性1、溫詳度補星償技殿術Te碗mp炒er紀at劇ur解e從Co俯mp懇en寧sa綱ti踐on奧T冷ec慘hn芽iq絨ue補償嚇片R2工作森片R1所要餡滿足洲的條塔件環(huán)境感溫度蘿相同材質(zhì)碼相同應變擺片相御同不受撇力多點心補償252、常故見應厘力狀金態(tài)的倦量測St耕ra訴in析M僚ea呈su省re早me攀nt率o筒f般Co眼mm譯on則S士tr滴es票s臺St神at悔e軸向戲受力示構件R1R21/棍4橋路R2半橋262、常捧見應排力狀敢態(tài)的享量測St陰ra捏in歷M賠ea謀su托re吸me子nt濁o豬f達Co區(qū)mm收on遭S掙tr嚼es黎s境St恩at療e軸向份受力怖構件R1全橋R2R4R3272、常桿見應虹力狀寒態(tài)的瓦量測St彎ra輔in揭M稱ea世su秤re約me吳nt珍o久f成Co案mm園on已S積tr懶es客s爛St名at另e軸向蘿受力延構件R1R2R4R3282、常負見應棒力狀賞態(tài)的妹量測St賢ra訊in雪M裁ea鎮(zhèn)su遇re基me帳nt助o笛f粘Co恐mm漢on均S并tr梁es葵s鬧St英at部e軸向守受力例構件R1集1R2頃1R2蕩2R1躺2?292、常都見應蒙力狀瓦態(tài)的史量測St爽ra請in恩M剩ea藍su植re梳me頭nt舉o預f斷Co秋mm休on煌S疊tr販es患s莊St王at攝e彎曲豆受力弓構件R2R11/攻4橋路半橋R3R4全橋302、常蒼見應版力狀側(cè)態(tài)的浸量測St賓ra乞in慌M般ea蜻su盲re誰me違nt載o多f粘Co顆mm挨on忽S補tr獲es徐s枕St搭at涉e軸力撇彎矩標共同宏作用悶構件R2R1彎曲節(jié)應變R3軸向岔應變R2R431三、擠其他咸應變旬測量咳儀器根據(jù)牢應變巴的定星義3.翅3.恒1應變晃測量32三、滲其他鋪應變耍測量閉儀器1、手牙持應革變儀工作掌原理蝴：在是標距扮兩端閣粘結(jié)痕兩個順腳標塘（每位邊各共一個率），驕通過廉測量瓶結(jié)構蘆變形額前后露兩個辟腳標喉之間蘋距離勺的改期變，衛(wèi)求得繳標距殲內(nèi)的到平均美應變常用沿于現(xiàn)激場測抗量，近且適滋用于捐持久雁試驗無，標雹距為50～25蘆0m呢m，讀暈數(shù)的貴位移牽計可授選用票百分及表或嗚千分稼表1－插和腳；2－千凳分表疫；3－剛吼性骨返架；4－薄公鋼片書；5－腳綿座；6－試研件3.語3.檢1應變繼測量332、位暮移計毫方法燥：常用虜于實予際結(jié)叉構、包足尺遺試件資的應鞭變測匹量。用位移讀計測量氏一條鍛直線年上兩蠅點之晨間的磚相對停位移遺來表獨示兩糟點之盜間的癢平均辜應變席，兩活點之盡間的臣距離L稱為柏標距樸。3.睜3.敞1應變志測量343、弦梢式應燥變傳金感器量測莫不受員溫度閘和長愚導線宰的影狂響，犁工作雄穩(wěn)定陰，但汗安裝肉復雜侄。1、4－腳橋座；2－激燦振與善電感菊；3－鋼鈴弦；4、光掀測法光測叨法有肚：云類紋法充、激對光衍暈射法狀、光葬彈法冬等。爛常用鏈于測融量平察面應歲變，索較多垮應用蛛于節(jié)庭點或隆構件犬的局統(tǒng)部應男力分糊析。3.惰3.張1應變照測量353.墊3.叛2其他件參數(shù)味量測放儀器1、位劑移測武試儀嗽表（1）機疤械式蒼百分缺表和叉千分瞧表1、2、6－齒違輪；3－長付針；4－測想桿；5－測村桿彈慕簧；7－測胞桿齒穿輪；8－齒寇輪彈齊簧；9-表座36工作天原理糧：百分理表內(nèi)吊齒輪煌和齒渠輪的慢齒距明是0.舞62牲5m量m。當男齒桿岸移動16齒時扮，即亂移動0.匙62亂5×蚊16＝10屠(m梯m)時，晶帶動16齒小銀齒輪薯轉(zhuǎn)1周。賴同時綁，齒購數(shù)為10燥0的大很齒輪庫也轉(zhuǎn)1周。有它又游帶動罪齒數(shù)化為10齒的飲小齒筐輪和喊長指假針轉(zhuǎn)10周。錄當齒扒桿移么動1m羞m時，竟長指泳針轉(zhuǎn)1周。昆由于永表盤妄上共巖刻10朵0格，止所以巷長指脹針每理轉(zhuǎn)1個刻默度表無示齒全桿移兇動0.魯01域mm。3.匙3.守2其它南參數(shù)裹測量副儀器37百分生表和輝千分們表百分底表的育表盤址按0.委01盯mm刻度柱，讀詳數(shù)精偶度可掌以達綁到0.慘00帆5m甩m。百膀分表錢的量寄程一游般為10做mm，30圾mm，50泊mm。千分勿表的交構造大與百須分表萬基本銜相同距，但遣精度篇齒輪聰?shù)姆艙蟊渡詳?shù)不掘同，棍其測翠量精搞度可沖達到0.掀00趨1m急m,量程意一般男不超唉過2m樂m。3.交3.努2其它必參數(shù)繩測量白儀器38（2）電儉阻應乘變式鄉(xiāng)豐位移褲傳感抄器電阻之應變筆式位帳移傳厲感器誼的測千桿通墊過彈艙簧與野一固毀定在情傳感說器內(nèi)薄的懸秀臂梁濫相連輸，在竄懸臂這梁的龍根部數(shù)粘貼辜電阻途應變性片。狐測桿咱移動干時，天帶動形彈簧四使懸螺臂梁館受力臂產(chǎn)生額變形旱，通口過電克阻應稼變儀母測量河電阻怠應變勵片的藏應變渠變化趙，再跨轉(zhuǎn)換崇為位御移量。電阻薯應變掌式位食移傳材感器電子容百分非表3.垂3.搬2其它溪參數(shù)雷測量晌儀器39（3）滑挪動電瞧阻式另位移棍傳感粒器滑動碗電阻站式位傘移傳逝感器霸的基協(xié)本原開理是辜將線巖位移艦的變擔化轉(zhuǎn)億換為昆傳感問器輸奧出電籍阻的請變化威?；瑒有噪娮韬笆轿涣岩苽靼櫢衅?.偷3.帳2其它晉參數(shù)沉測量企儀器40（4）線性介差動赤電感持式位劃移傳攪感器線性責差動唱電感銀式位享移傳侵感器襖，英藝文為Lin廉ea雷rVar端ia烈bl懼eDif視fe漢re林nt烤ia俗lTra澇ns顛fo被rm綠er，簡圾稱為LV諷DT。工榆作原粒理是臂通過泥高頻役振蕩鍋器產(chǎn)侮生一巴參考掙電磁型場，振當與賢被測貢物體擦相連壺的鐵宋芯在幣兩組雄感應太線圈觀之間瞎移動饑時，季由于鬧鐵芯吸切割智磁力爸線，店改變匯了電稈磁場換強度免，感撓應線慣圈的椅輸出央電壓磁隨即訊發(fā)生郊變化燦。LV賽DT位移話傳感瓶器3.掙3.寇2其它汽參數(shù)闖測量植儀器41用位安移計券觀測字撓度竿或變棚位時嚷，應輕注意拌：1）位巾移計紫測桿唐應與屢所觀緞測的據(jù)位移佛方向狐一致斥，非棍勻質(zhì)叫材料嶺及面剖積過必小的梯測點久處可抱粘貼穴小塊脊玻璃慕片。2）固爆定位大移計莖的不喜動支武架要懂有足凳夠的唯剛性利，位滾移計御測桿再上下梨靈活曾；3）符豎合觀遇測所絲式需的霧量程營及靈脈敏度3.甚3.礦2其它涉參數(shù)謹測量陳儀器422．轉(zhuǎn)吩角測危量儀富表在結(jié)抽構靜語載試孝驗中危，結(jié)畜構變地形反終應的崇測量糊大多宵以線位練移為主奧，但射有時梅也有角位漸移檢測笑的要報求。最常構見的娘轉(zhuǎn)角能測量棗儀器淋是水準塘管式攜傾角悅測量央儀，如誦圖所神示。倉試驗舊時，棒先將任傾角津儀上可水準參管內(nèi)辰的水犬泡調(diào)宣平，篩試件漸受荷山變形乎后，蚊產(chǎn)生牛傾角多，水奸泡偏峰離平放衡衡錦位置怒，這釋時再霉將水耍泡調(diào)頂平，截調(diào)整抱量就輕是測精點處坑的轉(zhuǎn)泡角。弟這種末讀數(shù)另方法柳稱為朽調(diào)零哈讀數(shù)根法。水準佳管式霧傾角垃測量緞儀3.塞3.境2其它宗參數(shù)演測量乘儀器43如圖啄所示謎為一騾電阻例應變妨式傾閣角傳男感器袍的示擔意圖見，將拘傾角買儀安活裝在霞試驗宇結(jié)構截需要駁測量挨轉(zhuǎn)角悅的部直位，匪結(jié)構拴轉(zhuǎn)動弦時，量傾角品傳感和器內(nèi)突的重備錘使躍懸掛重錘的懸棄臂梁統(tǒng)產(chǎn)生踐撓曲緣瑞應變至，利端用粘壤貼在鄰懸臂勸梁上冊的應癥變片陷即可撒測量總其變怒化，昏再轉(zhuǎn)晃換為傾角霧。電阻希應變爪式傾熱角傳勢感器3.觀3.掌2其它勵參數(shù)計測量故儀器44利用漠位移硬計進悟行轉(zhuǎn)飛角測襲量如讀下圖L位移沃計測待轉(zhuǎn)角滔裝置3.逢3.血2其它棚參數(shù)妨測量握儀器45開裂沫：開猶裂時危間和叼位置崖。3、裂姻縫測鋤試儀群表借助懂放大撲鏡用洲肉眼加觀察團。表呆面先效刷大諸白漿焰或涂卷料用應百變計剛或?qū)濍娖崴そ桓娲钊薪硬颊粗脕砭郎y量拌開裂獵。當關某處聚開裂早時，滅該處禮應變演計讀宰數(shù)突南