專利名稱：利用振弦式應變計測量墻體水化熱溫度約束應變的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種墻體水化熱溫度約束應變的測量方法，尤指一種利用振弦式應變
計測量墻體水化熱溫度約束應變的方法。
背景技術：
混凝土墻體在早期由于水泥水化熱的釋放會引起溫度的上升與體積膨脹，在水泥 水化熱釋放速度變緩以后，又會由于墻體表面散熱而導致溫度下降引起體積收縮?；炷?墻體的膨脹與收縮將受到周圍構件如底板或基礎的約束，不能自由發(fā)生從而在混凝土墻體 中引起受力變形。當受力變形大于混凝土的極限變形時，墻體就將出現(xiàn)裂縫?？梢酝ㄟ^一 些計算公式來計算墻體由于水化熱溫度變形受到約束而產(chǎn)生的受力變形大小，但計算結果 的準確性需要通過試驗測量來檢驗，并且試驗測量值更能真實反應出實際構件中的情況。
目前測量混凝土的變形一般使用埋入振弦式應變計應變計，在混凝土構件溫度沒 有變化的情況下，應變計的讀數(shù)即為混凝土受力變形的大小，但在測量墻體由于水化熱溫 度變形受到約束而產(chǎn)生的受力變形時，應變計測量得到的應變是混凝土的受力變形與其它 修正變形的疊加，必須要通過測量混凝土的溫度，再從總應變中扣除掉各種修正變形才是 混凝土的受力變形，修正變形包括①振弦式應變計與墻體之間的差異應變應變計埋入 在混凝土墻體中，因此在墻體溫度上升時，應變計的溫度也同步上升，但由于應變計與混凝 土熱膨脹系數(shù)不同，應變計的熱膨脹系數(shù)大于混凝土的熱膨脹系數(shù)，因此即使在墻體沒有 受到約束不會產(chǎn)生受力變形時，在墻體升溫情況下應變計仍然會顯示壓應變讀數(shù)，在降溫 時會顯示拉應變讀數(shù)，這一部分熱膨脹系數(shù)差異讀數(shù)可稱為差異應變e j^，需要從總變形 中剔除； ②振弦式應變計的自身應變由于振弦式應變計在溫度變化時，外部套筒與內部 振弦的溫度變化速率不一致，外部套筒的溫度變化速率一般快于內部振弦的溫度變化速 率，因此在升溫過程中應變計顯示拉應變讀數(shù)，在降溫時顯示壓應變讀數(shù)，因此即使是放在 空氣中，當應變計溫度變化時，應變計也會顯示出讀數(shù)，這部分讀數(shù)可稱應變計自身應變e S^^，需要從總變形中剔除。 因此，在測量之前需要一種試驗方法確定應變計的差異應變e ^異與自身應變e g +與溫度變化的關系，將之從總變形中剔除，這樣才能最終得到混凝土墻體由于水化熱溫 度變形受到約束而產(chǎn)生的受力應變e《力。

發(fā)明內容
有鑒于上述現(xiàn)有的測量墻體水化熱溫度約束應變的方法的不完善，本發(fā)明要解決 的技術問題是提供一種可以更為精確測得混凝土墻體由于水化熱溫度變形受到約束而產(chǎn) 生的受力應變e《力的方法。 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種利用振弦式應變計測量墻體水化熱溫度約 束應變的方法，包括以下步驟a.校驗步驟，所述校驗步驟進一步包括且次序不限于(l).選取振弦式應變計，通過試驗測得所述振弦式應變計的熱膨脹系數(shù)，將所述應變計的熱膨 脹系數(shù)減去所述墻體的熱膨脹系數(shù)可得出所述振弦式應變計與墻體之間的差異應變；(2). 以近似所述墻體水化熱溫度變化的過程改變所述振弦式應變計的外部溫度，記錄所述振弦 式應變計讀數(shù)隨溫度的變化，從而求得振弦式應變計自身應變；b.將所述經(jīng)過校驗的振弦 式應變計埋入混凝土墻體，測量墻體上各點由于水化熱溫度變形受到約束而產(chǎn)生的應變； c.將上述測量值減去所述差異應變與所述自身應變，從而求得墻體由于水化熱溫度變形受 到約束而產(chǎn)生的實際應變。 通過在實際測量之前添加一檢驗步驟，得出振弦式應變計的差異應變e j^與自 身應變e ^ +，再利用實測值減去所述差異應變與所述自身應變，即可求得精確的墻體實 際應變。 本發(fā)明的進一步改進在于通過以下步驟求得所述差異應變選取一振弦式應變 計，改變所述振弦式應變計的外部溫度，記錄溫度與應變計的長度變化，通過線性擬合求得 應變計的熱膨脹系數(shù)，將所述應變計的熱膨脹系數(shù)減去所述墻體的熱膨脹系數(shù)可得出所述 振弦式應變計與墻體之間的差異應變。 本發(fā)明的進一步改進在于通過以下步驟求得所述自身應變將所述振弦式應變 計放置入一水箱中，將水箱中的水溫以近似墻體水化熱溫度變化的過程進行變化，記錄水 溫與應變計讀數(shù)，再通過曲線擬合求得自身應變。 本發(fā)明的進一步改進在于在所述墻體內埋入8個振弦式應變計，埋入方式如下 1-8號振弦式應變計埋于同一水平位置，其中1、8號振弦式應變計位于墻體中部縱截面 上，5、7號振弦式應變計位于墻體近外立面的縱截面上，3號振弦式應變計位于墻體近內立
面的縱截面上，2號振弦式應變計位于8號振弦式應變計與7號振弦式應變計之間的縱截 面上；且1、3、5號振弦式應變計距離墻端的長度相同，2、7、8號振弦式應變計距離墻端的長 度相同；4、6號振弦式應變計與1、8號振弦式應變計位于相同位置，且4、6號振弦式應變計 與1、8號振弦式應變計的放置角度不同。借此合理布置方式，可以測得墻體內不同位置的 受力應變e受力。


圖1為本發(fā)明方法中測量振弦式應變計熱膨脹系數(shù)的擬合曲線圖； 圖2為本發(fā)明方法中測量振弦式應變計自身應變的擬合曲線圖； 圖3為本發(fā)明方法中振弦式應變計在墻體中埋設的縱截面示意圖； 圖4為本發(fā)明方法中振弦式應變計在墻體中埋設的橫截面示意圖；以及 圖5a g為利用本發(fā)明方法埋于不同墻體位置處的振弦式應變計測得的墻體實
際應變曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所提供的一種利用振弦式應變計測量墻體水化熱溫度約束應變的方法，在 該方法中選取EJ-61型振弦式應變計進行測量，包括以下步驟
a.校驗步驟，該校驗步驟進一步包括且次序不限于 (1).選取一振弦式應變計，通過試驗測得該振弦式應變計的熱膨脹系數(shù)，將應
4變計的熱膨脹系數(shù)減去所述墻體的熱膨脹系數(shù)可得出振弦式應變計與墻體之間的差異應 變； 作為本發(fā)明的較佳實施例，可利用以下方法求取上述的差異應變 選取振弦式應變計，改變該振弦式應變計的外部溫度，記錄溫度與應變計的長度
變化(例可使用游標卡尺測量應變計的長度變化)，再通過線性擬合求得該振弦式應變計
的熱膨脹系數(shù)，圖1為熱膨脹系數(shù)的擬合曲線圖，該EJ-61型振弦式應變計的熱膨脹系數(shù)為
1. 21X10—6 ;然后將該應變計的熱膨脹系數(shù)減去墻體的熱膨脹系數(shù)可得出該振弦式應變計
與墻體之間的差異應變。
(2).以近似所述墻體水化熱溫度變化的過程改變所述振弦式應變計的外部溫度， 記錄所述振弦式應變計讀數(shù)隨溫度的變化，從而求得振弦式應變計自身應變；
作為本發(fā)明的較佳實施例，可利用以下方法求取上述的差異應變
將振弦式應變計放置入一水箱中，將水箱中的水溫以近似墻體水化熱溫度變化的 過程進行變化，記錄水溫與應變計讀數(shù)，再通過曲線擬合求得自身應變，圖2為振弦式應變 計自身應變的擬合曲線圖，該EJ-61型振弦式應變計的自身應變?yōu)閑 ^，#=4.4X10—%
應該注意的是在上述方法中，并不限定將振弦式應變計放在水中進行溫度調節(jié)， 任何能夠使溫度以近似墻體水化熱溫度變化進行變化的介質(包括氣體)都能被采用。
b.將上述經(jīng)過校驗的振弦式應變計埋入混凝土墻體，測量墻體上各點由于水化熱 溫度變形受到約束而產(chǎn)生的應變； 在埋設時，應注意振弦式應變計的埋設位置，以保證可以測量到墻體端部與中部 的應變變化，墻體不同厚度處的應變變化，以及墻體同一位置不同角度的應變變化；埋設方 法可以如下所示在所述墻體內埋入8個振弦式應變計，1 8號振弦式應變計埋于同一水 平位置，其中 1、8號振弦式應變計位于墻體中部縱截面上，
5、7號振弦式應變計位于墻體近外立面的縱截面上，
3號振弦式應變計位于墻體近內立面的縱截面上， 2號振弦式應變計位于8號振弦式應變計與7號振弦式應變計之間的縱截面上； 且 1、3、5號振弦式應變計距離墻端的長度相同，2、7、8號振弦式應變計距離墻端的 長度相同； 4、6號振弦式應變計與1、8號振弦式應變計位于相同位置，且4、6號振弦式應變計 與1、8號振弦式應變計的放置角度不同。
具體實施例 配合圖3、4所示，墻體高7. 6米，寬0. 6米，共在墻中埋放了 8個應變計，所有應變 計均在距底板1. 04m的高度處，1、8號應變計位墻體中間縱剖面上，其中8號應變計位于墻 體中部距墻端11. 5m處，1號應變計位于距墻端3. 5m處；5、7號應變計位于距墻外立面5公 分的縱截面上，其中7號應變計位于墻體中部距墻端11. 5m處，5號應變計位于距墻端3. 5m 處；3號應變計位于距墻內立面3. 5公分的縱截面上，距墻端3. 5m處；2號應變計位于距內 內面16. 5公分的縱截面上，距墻端11. 5m處；1、2、3、5、7、S號振弦式應變計水平埋置，4、6 號振弦式應變計與1、8號振弦式應變計位于相同位置，但與水平呈45°角埋置；
c.將上述測量值減去所述差異應變與所述自身應變，從而求得墻體由于水化熱溫 度變形受到約束而產(chǎn)生的實際應變； 參閱圖5a g，即為利用本發(fā)明方法埋于不同墻體位置處的振弦式應變計測得的 墻體實際應變曲線圖。
權利要求
一種利用振弦式應變計測量墻體水化熱溫度約束應變的方法，其特征在于包括以下步驟a.校驗步驟，所述校驗步驟進一步包括且次序不限于(1).選取振弦式應變計，通過試驗測得所述振弦式應變計的熱膨脹系數(shù)，將所述應變計的熱膨脹系數(shù)減去所述墻體的熱膨脹系數(shù)可得出所述振弦式應變計與墻體之間的差異應變；(2).以近似所述墻體水化熱溫度變化的過程改變所述振弦式應變計的外部溫度，記錄所述振弦式應變計讀數(shù)隨溫度的變化，從而求得振弦式應變計自身應變；b.將所述經(jīng)過校驗的振弦式應變計埋入混凝土墻體，測量墻體上各點由于水化熱溫度變形受到約束而產(chǎn)生的應變；c.將上述測量值減去所述差異應變與所述自身應變，從而求得墻體由于水化熱溫度變形受到約束而產(chǎn)生的實際應變。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于進一步通過以下步驟求得所述差異應變 選取一振弦式應變計，改變所述振弦式應變計的外部溫度，記錄溫度與應變計的長度變化，通過線性擬合求得應變計的熱膨脹系數(shù)，將所述應變計的熱膨脹系數(shù)減去所述墻體 的熱膨脹系數(shù)可得出所述振弦式應變計與墻體之間的差異應變。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于進一步通過以下步驟求得所述自身應變 將所述振弦式應變計放置入一水箱中，將水箱中的水溫以近似墻體水化熱溫度變化的過程進行變化，記錄水溫與應變計讀數(shù)，再通過曲線擬合求得自身應變。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于在所述墻體內埋入8個振弦 式應變計，埋入方式如下1 8號振弦式應變計埋于同一水平位置，其中1、8號振弦式應變計位于墻體中部縱截面上，5. 7號振弦式應變計位于墻體近外立面的縱截面上， 3號振弦式應變計位于墻體近內立面的縱截面上，2號振弦式應變計位于8號振弦式應變計與7號振弦式應變計之間的縱截面上；且 1、3、5號振弦式應變計距離墻端的長度相同，2、7、8號振弦式應變計距離墻端的長度 相同；4、6號振弦式應變計與1、8號振弦式應變計位于相同位置，且4、6號振弦式應變計與 1、8號振弦式應變計的放置角度不同。
全文摘要
一種利用振弦式應變計測量墻體水化熱溫度約束應變的方法，包括以下步驟a.校驗步驟，該校驗步驟包括且次序不限于(1)選取振弦式應變計，測其熱膨脹系數(shù)，將應變計的熱膨脹系數(shù)減去墻體熱膨脹系數(shù)得出振弦式應變計與墻體之間的差異應變；(2)以近似墻體水化熱溫度變化的過程改變振弦式應變計的外部溫度，記錄應變計讀數(shù)隨溫度的變化，從而求得自身應變；b.將經(jīng)過校驗的應變計埋入墻體，測量墻體上各點由于水化熱溫度變形受到約束而產(chǎn)生的應變；c.將上述測量值減去差異應變與自身應變，求得墻體的實際應變。通過在實際測量之前添加一檢驗步驟，得出振弦式應變計的差異應變與自身應變，在實際測量時將之剔除，求得墻體實際應變。
文檔編號G01B5/30GK101776430SQ20101002243
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月5日 優(yōu)先權日2010年1月5日
發(fā)明者何鴻旭, 危鼎, 呂艷萍, 周洪濤, 戴耀軍, 王桂玲, 王海龍, 王玉嶺, 羅能均, 翁大根, 苗冬梅, 馬洪娟 申請人:中國建筑第八工程局有限公司