结构试验室反力墙钢筋应力和混凝土应变的监测分析

2022-09-12

土木工程结构试验室反力墙为研究和发展土木工程结构新材料、新结构、新施工工艺及检验结构计算分析和设计理论提供了重要的试验设备, 在土木工程结构科学研究和技术创新等方面起着重要作用。本文采用埋入式光纤钢筋计、振弦式钢筋计对结构试验室反力墙施工完成后进行测试。主要研究结构实验室反力墙钢筋应力的变化情况, 对大体积混凝土的设计、施工、使用具有重要的意义。

1计算公式

1.1光纤钢筋计计算公式:F=K× (λ1-λ0) -2.3× (λt1-λt0)

其中:F为钢筋计的受力变化 (KN) ;K为钢筋计拉力系数 (KN/nm) ;λ1为应变光栅当前波长的值 (nm) ;λ0为应变光栅初始波长的值 (nm) ;λt1为温补光栅当前波长值 (nm) ;λt0为温补光栅初始波长值 (nm) 。

1.2振弦式钢筋计计算公式:F=G× (R1-R0) +K× (T1-T0)

其中:G为仪器的率定系数 (k N/Digit) ;R0为初始读数 (Digit) ;R1为当前读数 (Digit) ;K为传感器的温度修正系数 (k N/℃) ;T0为初始温度 (℃) ;T1为当前温度 (℃) 。

2检测过程及数据分析

2.1传感器布置情况

振弦式钢筋计布置6支, 用来测量钢筋的应力变化, 2m反力墙处布置4支, 4m反力墙处布置2

支。

光纤光栅钢筋计布置18支, 2m反力墙处布置10支, 4m反力墙处布置8支。

光纤光栅应变计布置8支, 其中2m反力墙处布置4支, 4m反力墙处布置4支。

光纤光栅温度计布置8支, 2m反力墙处布置4支, 4m反力墙处布置4支。

标高+2 000mm和+4 000mm的传感器在反力墙中的布置图如图1、2所示。

2.2钢筋计测试数据及分析

历时两年时间的实际测试, 结构实验室建成后期实际工况下, 标高2m和3m的三维反力墙内部钢筋应力变化如图3、4所示。

由图3、图4钢筋应力变化曲线图分析可得:各测点处的钢筋受力大小不相同, 测试其钢筋应力不尽相同, 这是因为结构实验室建成后期使用的过程中混凝土的收缩和徐变、各位置实际工况下受力不同的原因。图3标高2m处反力墙内部钢筋应力和图4标高4m处反力墙内部钢筋应力呈现出受压的受力状态, 这是由于混凝土的自重、混凝土的收缩和徐变、外界温度等因素的综合影响所导致的, 但总体上其受力特性与理论受力状态吻合。

结束语

本文通过实际工况下反力墙受力过程中数据的监测及采集, 得到了反力墙施工完成后钢筋应力的变化情况。为大型结构及构件实验的动态监测提供了数据支持, 对大体积混凝土的设计、施工、使用具有重要的意义。

摘要：反力墙是结构试验室必不可少的重要实验设施, 它可以为施加水平力提供平台, 为各种实验提供反力支撑。本文采用钢筋计对结构试验室反力墙钢筋应力和进行检测分析, 旨在分析结构实验室反力墙在施工完成后钢筋应力的变化情况。

关键词：反力墙,钢筋计,钢筋应力