杨晓明建筑结构试验第三章结构静载试验教材课程

5.丝绕式电阻应变片 6.短接式电阻应变片8.焊接电应变片2020/10/23
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应变测试技术——电阻应变片
应变片选用
❖ 工作环境：温度保证、地下工程中防潮特性好 ❖ 被测物材料性质:弹模高,基长小;粗晶粒岩石混凝
土选用基长长 ❖ 按被测试件受力状态和应变性质：应变花 ❖ 变化大选用基长小，变化小选用基长 ❖ 按测量精度：标距、电阻值、灵敏度
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静载试验的加载设备——液压加载
一、液压加载器—千斤顶
原理：用压油泵将具有一定压力的液压压入液压加
载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。
单向or双向
试件
活塞
手柄 (电动)
油泵油缸 进油阀 回油阀
储油缸 工作油缸
油压表
承力台
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静载试验的加载设备——液压加载
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静载试验的量测仪器
❖倾角传感器
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静载试验的量测仪器
❖测力传感器
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静载试验的量测仪器
❖裂缝量测仪器
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电阻应变突变点； 放大镜观测法
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主要内容
1 静载试验的加载设备 2 试验装置的支座设计 3 应变测试技术 4 静载试验的测试仪器 5 静载试验实例
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• 在应变片周围涂上单分子硅胶或石蜡（防潮需要）
• 涂胶或石蜡前也要清洁表面
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• 硅胶固化后应变片粘贴工作完毕
• 在连接应变仪前再次检查应变片的阻值和绝缘情况
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主要内容
1 静载试验的加载设备 2 试验装置的支座设计 3 应变测试技术 4 静载试验的测试仪器 5 静载试验实例
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应变测试技术——电阻应变片
应变仪工作原理
❖ 构件的应变值一般均很小，当材料处于弹性阶段 时应变约为10-6—10-2，故应变片的电阻变化 率很小,需用专门仪器进行测量,测量应变片的电 阻变化率并能自动转化为应变的仪器称为电阻应 变仪。其基本测量电路为惠斯登电桥。
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应变测试技术——电阻应变片
• 检查应变片质量
• 挑选能组成温度补偿的应变片（阻值相差小于±0.1Ω)
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• 在选定贴应变片的位置划出十字线
• 划线深度要适中
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• 先用粗砂纸打磨结构表面
• 再用细砂纸精磨(45º交叉纹)
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应变测试技术——电阻应变片
应变片粘结工艺
应变片检查：外观检查、电阻值检查
表面处理：刮刀除锈、砂布打磨、脱脂棉擦洗、 吹风机烘干
贴片与固化：画线、涂胶、用玻璃纸压、调整、 补胶
粘贴质量检查：外观检查、电阻值检查、绝缘电 阻检查、连接电阻应变仪检查
连接导线：导线固定、导线焊接
防潮处理：凡士林、石蜡等
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静载试验的加载设备——液压加载
二、液压加载系统(同步液压加载设备)：
试验台座和支座、反力架传感器等设备配套组成液 压加载系统。
液压加载器
承力架
管路系统 操作台
试件
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试验台座
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静载试验的加载设备——液压加载
❖ 三、液压试验机：
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静载试验的加载设备——液压加载
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应变测试技术——电阻应变片
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应变测试技术——电阻应变片
主应力方向已知的平面应力测量
1
E
1
2
1
2
2
E
1
2
2
1
σ2 ε2
ε1
主应力方向未知的平面应力测量应变花贴片
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应变测试技术——电阻应变片
❖应变片种类
1，2，3，7，9.箔式电阻应变片 4.半导体应变片
• 用万用表测量应变片绝缘电阻值，应大于20MΩ
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• 将应变片引线焊接在接线片上，焊点要光滑牢固。
• 引线需形成弧线与接线片相连
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• 将连接应变仪的导线焊接在接线片上（注意焊接质量）
• 把导线用绝缘胶带固定在构件上，再一次检查应变片质量
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建筑工程学院
辽宁工程技术大学
建筑结构试验 结构静载试验
主讲教师：杨晓明
主要内容
1 静载试验的加载设备 2 试验装置的支座设计 3 应变测试技术 4 静载试验的测试仪器 5 静载试验实例
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静载试验的加载设备
❖重力加载 ❖液压加载 ❖机械加载 ❖气压加载
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静载试验的加载设备——重力加载
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静载试验的加载设备——气压加载
❖由于气压加载产生的是均布荷载，所以尤其适用 于平板和壳体试验。
❖气压加载法有两种：一种是正压加载，另一种是 负压加载。
❖正压加载是用空气压缩机对气囊充气，给试件加 均匀荷载。储气室的作用是储气和调节气囊的空气 压力，空气压力由气压计测量。
❖对于某些封闭结构，可以利用真空泵抽气的方法， 形成大气压力差对试件施加荷载。负压加载方法主 要用于模型试验中。
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• 用棉纱或脱脂棉花沾丙酮清洁结构表面
• 擦洗2~3遍后，表面不可再用手接触！
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• 用透明胶带将应变片与构件临时固定
• 移动胶带位置使应变片达到正确定位
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• 在应变片反面涂上一滴胶水(大小视应变片面积而定)
• 胶水量不宜过多
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主要内容
1 静载试验的加载设备 2 试验装置的支座设计 3 应变测试技术 4 静载试验的测试仪器 5 静载试验实例
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试验装置的支座设计
❖铰支座
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试验装置的支座设计
❖固定边界
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试验装置的支座设计——试验台座和反力刚架 ❖自平衡式台座
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静载试验的加载设备——重力加载
荷载传感器
钢梁
索
杠杆
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静载试验的加载设备——重力加载
❖重力加载的特点： 取材容易，加载设备简单，荷载值不
随结构变形而变化；用于长期试验和现 场试验。
一般来说加载劳动强度大，安全性差； 对于破坏性试验，应采取措施降低重物 块坠落距离，以防试件破坏时剧烈垮塌， 出安全事故。
❖温度补偿技术
粘贴在试件测点上的应变计所反映的应变值，除了 试件受力的变形外，还包含试件与应变计受温度 影响而产生的变形和由于试件材料与应变计的温 度线膨胀系数不同而产生的变形等。这种变形不 是荷载效应，一般采用温度补偿方法加以消除。
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L
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ΔLC ΔLF
应变测试技术——电阻应变片
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试验装置的支座设计——试验台座和反力刚架 ❖板式试验台座
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试验装置的支座设计——试验台座和反力刚架 ❖箱式试验台座
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试验装置的支座设计——试验台座和反力刚架 ❖反力刚架
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试验装置的支座设计——试验台座和反力刚架 ❖反力墙
U UR 1 R 2 ( R 1 R 2 R 3 R 4) (R 1 R 2)2 R 1 R 2 R 3 R 4
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应变测试技术——电阻应变片
❖ 实验时通常将粘贴在构件上的四个相同规格的 应变片作为桥臂上的四个电阻
UU( R 1 R 2 R 3 R 4) 4 R 1 R 2 R 3 R 4
4 K U U 1234
“邻臂相减，对臂相加”
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应变测试技术——电阻应变片
❖ 有时只在电桥的AB和BC端接应变片，而在AD 和DC端接应变仪内部的两个阻值相等的标准电 阻。这种接线法称为半桥接线法。
4 K U U 1234
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应变测试技术——电阻应变片
• 将塑料薄膜盖在应变片上，用母指按压挤出多余胶水
• 按压时间一般1分钟，室温低时适当延长
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• 将应变片引线拉起至根部(引线如粘在构件上需小心操作!)
• 在紧连应变片的下部用胶水粘接一片连接片(焊片)
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• 为了使胶水快速固化，可用电吹风加热处理（注意距离）
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静载试验的加载设备——液压加载
❖液压加载法是利用油泵将液体压力升高， 通过液压加载器对结构施加作用力的一种方 法。 ❖液压加载法是目前结构试验中应用较为普 通的一种加载方法。它最大的优点是输出力 大，操作安全方便，与计算机连接可实现自 动控制。
最理想、最普遍的加载方式
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位移、转角、力、裂缝
5 静载试验实例
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静载试验的量测仪器