[實用新型]筒柱式混凝土結構應力測量裝置

有效

• 申請號: 202221119006.7
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN217358821U
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張國新;譚妮;雒翔宇;辛建達;姜云輝;張紅霞;邢偉;馬振宇
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;山東百匯特材料科技有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 趙郁軍

本實用新型提供一種筒柱式混凝土結構應力測量裝置，它包括一拉壓力傳感器和一隔離筒。隔離筒的兩端敞口，其內截面形狀與拉壓力傳感器的外形一致，其內徑略大于拉壓力傳感器的外徑；拉壓力傳感器內置在隔離筒內任意位置，其測力方向與隔離筒同軸。在隔離筒內，拉壓力傳感器的兩側各填充有一混凝土傳力柱，該混凝土傳力柱由剔除大骨料后的被測混凝土填充而成。測量時，將本實用新型放置在被測混凝土結構點位處；然后將隔離筒的軸向與計劃測量的被測混凝土結構應力方向一致；繼續澆筑被測混凝土，將本實用新型埋設在被測混凝土內，使本實用新型隔離筒內外混凝土接觸、融合成一體；讀取拉壓力傳感器測量結果即可計算得出被測混凝土結構的應力。

技術領域

本實用新型涉及一種測量混凝土結構應力的裝置，具體地說，涉及一種筒柱式混凝土結構應力測量裝置，屬于混凝土結構應力監測技術領域。

背景技術

混凝土從原材料攪拌混合入模開始，其內部就開始發生化學反應，內部溫度逐漸升高，待達到最高溫度后又開始緩慢下降至環境溫度，伴隨著混凝土內部的化學反應，其物理特性也發生變化。在混凝土澆筑初期，混凝土體積膨脹，受表面混凝土的約束混凝土內部產生壓應力，后期，受表面混凝土的約束混凝土內部產生拉應力，一旦拉應力超過混凝土自身的抗拉強度時，混凝土結構便會發生變形、開裂。混凝土結構開裂嚴重，將影響混凝土結構的安全性和穩定性，故，需要全程監測混凝土結構的應力，掌握混凝土結構的變形，以便制定科學有效的混凝土防裂安全措施，保證混凝土結構的安全性。

傳統的混凝土應力測量方法是：通過應變計測量混凝土結構的應變，再通過測量得到的混凝土結構應變計算得到混凝土結構的應力。混凝土應變的測量有單向應變測量和多向應變計組測量兩種方法，無論那種應變測量方法均需要通過計算得到混凝土結構的應力，在計算時需要用到多個力學參數，如混凝土彈性模量、混凝土自身體積變形量、混凝土線膨脹系數、混凝土徐變系數等，且計算結果在很大程度上受如上參數的影響，計算得到的混凝土結構應力不準確，其主要原因是在混凝土澆筑的早齡期，上述力學系數，尤其是混凝土彈性模量和徐變系數隨齡期變化強烈，其數值難以把握，使得應力計算結果不準，有時甚至計算得到的混凝土結構應力規律失真。

混凝土結構應力測量的另一種方法是：通過應力計直接測量得到混凝土結構的應力，如通過卡爾遜應力計直接測量混凝土結構的應力。這種測量方法的弊端是：難以獲得理想的測量結果。其主要原因是：1、由于應力計與被測混凝土結構直接接觸，且兩者彈性模量存在較大差異，對測量結果有影響。在混凝土結構澆筑的早齡期，混凝土結構的彈性模量約為0，而應力計的彈性模量(剛度)較大，與被測混凝土的彈性模量存在無窮大倍差異，在混凝土結構硬化水化后，應力計的彈性模量(剛度)與被測混凝土結構的彈性模量仍存在5-10倍差異，兩者彈性模量差異大，對測量結果有影響。2、測量時，應力計一般被埋設在混凝土與基巖交界處，或混凝土澆筑層面，使應力計能夠測量的部位受到限制，也導致測量結果不全面、不準確。總之，通過應力計直接測量混凝土結構的應力難以獲得理想的測量結果，極少見到優質的測量結果。

實用新型內容

鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種筒柱式混凝土結構應力測量裝置。該測量裝置不僅可直接測量、跟蹤混凝土結構水化硬化全過程中應力的變化，還可避免測量裝置被周圍被測混凝土結構的非軸向應力場干擾。

為實現上述目標，本實用新型采用以下技術方案：一種筒柱式混凝土結構應力測量裝置，它包括拉壓力傳感器、隔離筒和混凝土傳力柱；

所述隔離筒的兩端敞口，其內截面形狀與所述拉壓力傳感器的外形一致；

所述拉壓力傳感器卡在所述隔離筒內任意位置，其測力方向與所述隔離筒同軸；

在所述隔離筒內，所述拉壓力傳感器的兩側各填充有一所述混凝土傳力柱，所述混凝土傳力柱由剔除大骨料后的被測混凝土現場填充而成；

在所述拉壓力傳感器的兩側壁上沿測量方向各連接有至少一根用于傳遞拉力的金屬桿。