[發明專利]一種鋼管混凝土內部應變監測裝置及方法

在審

• 申請號: 201811293862.2
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109115170A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 李為騰;李秀明;李元振;楊秀章;管清升
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種鋼管混凝土內部應變監測裝置及方法，由應變傳感模塊、定位模塊、數據采集模塊構成；所述的應變傳感模塊由測試基體、應變花、導線、接線端子構成；所述定位模塊由定位管、固定手柄、活動手柄、扭力彈簧、定線器、外張定位桿、鋼絲繩、轉軸、彈簧、刻度尺構成；所述的數據采集模塊由數據采集儀和電腦構成。本發明通過定位模塊把測試基體固定在預定位置處，旋轉固定手柄調整測試基體的角度，而后澆灌混凝土并養護；通過對測試基體應變的監測，進而監測出鋼管混凝土內部預定位置處的應變。本發明通定位模塊對測試基體的精確定位，消除了澆灌混凝土對應變傳感模塊位置的擾動，解決了現有應變測試元件在試樣內部容易錯位的問題，可廣泛應用于混凝土內部應變監測試驗領域。

技術領域

本發明涉及一種鋼管混凝土變形監測技術領域，尤其涉及一種鋼管混凝土內部應變監測裝置及方法。

背景技術

鋼管混凝土是指在鋼管中澆灌混凝土形成的一種組合結構。鋼管混凝土構件具有承載力高、塑性好、耐火性能好等特點。鋼管對核心混凝土的套箍約束作用使混凝土處于側向受壓狀態，其抗壓強度可成倍提高。同時由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者共同發揮作用，從而提高了承載能力。然而在鋼管混凝土受力過程中由于混凝土的隱蔽性，很難監測鋼管混凝土內部的應變。

目前進行的鋼管混凝土試驗中，有一種對鋼管與混凝土界面裂縫、脫空的監測，但是此方法局限于鋼管與混凝土界面，無法對鋼管混凝土內部應變監測；還有一種以鉛片作為基底片材料（其上粘貼應變片）進行混凝土內部應變監測的方法，但是采用鉛片等金屬材料作為基底片材會在混凝土破裂點處產生較大的擾動，導致結果不精確，尤其會阻止潛在破裂點混凝土的破裂，不能真實監測鋼管混凝土內部受力情況。

因此，目前亟待發明一種鋼管混凝土內部應變監測裝置，以監測鋼管混凝土內部應變。

發明內容

本發明提供了一種用于監測鋼管混凝土內部應變的裝置及方法。利用該裝置和方法，可以監測鋼管混凝土內部預定位置處的應變，從而有利于研究鋼管混凝土在外荷載作用下的內部變形、開裂等情況。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種鋼管混凝土內部應變監測裝置及方法，其特征在于：由應變傳感模塊、定位模塊、數據采集模塊構成。

所述的應變傳感模塊由測試基體、應變花、導線、接線端子構成。所述的測試基體放置在鋼管混凝土試件內部測試點處；所述的應變花粘貼在測試基體表面的中心上；所述的接線端子粘貼在測試基體上，并且與應變花的導線焊接；所述的導線焊接在接線端子上，并在測試點上方同側的鋼管開孔穿出。

進一步的，所述的測試基體是與待測試件混凝土相同標號的水泥塊，長度25mm，寬度25mm，高度25mm，上表面中心處設有圓形孔，孔直徑10mm，深10mm，孔內壁距上表面8mm深度處設置橫向限位孔。

進一步的，所述的應變花為45°應變花，粘貼在測試基體的前、右、下表面，并且其上涂覆一層防水膠，以保護應變花。

所述的定位模塊由定位管、固定手柄、活動手柄、扭力彈簧、定線器、外張定位桿、鋼絲繩、轉軸、彈簧、刻度尺構成。所述的定位管外壁上粘貼有刻度尺；所述的固定手柄粘接在定位管頂端；所述的活動手柄與固定手柄通過扭力彈簧連接；所述的定線器焊接在定位管上端的內壁上，并且垂直于定位管的中軸線；所述的兩個外張定位桿一端彎折成“L”形，其余部分為直桿并且由轉軸連接，“L”形彎折段的豎直部分與定位管內壁接觸，并且由彈簧連接，“L”形彎折段的水平部分在定位管底端伸出；所述的鋼絲繩固定在兩個外張定位桿直桿段的桿端開孔上，并且向上穿過定線器與活動手柄連接；所述的轉軸在外張定位桿直桿段的中點處穿過，方向垂直于定位管的中軸線，并且固定在定位管的內壁上；所述的彈簧兩端分別固定在兩個外張定位桿“L”形彎折段的豎直部分上，彈簧軸線垂直于定位管的中軸線；所述的刻度尺粘貼在定位管的外壁上，且刻度尺的“0”刻度線與定位管下邊緣對齊。