钢筋混凝土支撑轴力监测相关问题的研究.pdf
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1、潘华: 钢筋混凝土支撑轴力监测卡 【 l 关问题的研究 钢筋混凝土支撑轴力监测相关问题的研究 潘华 ( 上海岩土工程勘察设计研究有限公司 。 上海2 0 0 4 3 8) 【 摘要】 以一轴向受压状态下的钢筋混凝土支撑为试验对象, 利用 自 动化监测技术采集其在加、 卸载过程 中的轴力和温度变化数据。基于试验数据, 对钢筋混凝土支撑轴力监测中存在的一些问题进行了分析研究 , 并得 出了相应的结论。建议: 在确保混凝土养护时间的前提下 , 应采用混凝土应变计监测钢筋混凝土支撑轴力; 否则, 应采取焊接的方法将钢筋应力计布置在截面4个边的中点, 并尽可能在同一时间段采集数据。 【 关键词】 自动化
2、监测; 钢筋混凝土支撑; 钢筋应力计; 混凝土应变计 【 中图分类号】 T U 9 4 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 1 1 1 0 4 钢筋混凝土支撑是基坑支护结构中最重要的组 成部分, 支撑轴力是评价支护结构以及整个基坑工程 是否安全的重要依据。但在实际工程应用中, 支撑轴 力的监测往往不能准确反映支撑实际的受力状态, 经 常发生支撑体系依然处于正常工作状态, 而测试的轴 力值是设计值的2 3倍, 有时甚至更大, 使测试数据 失去了实际的意义。因此 , 能否准确地测算支撑轴力 显得尤为重要。 目前, 越来越多的
3、学者和工程师开始关注钢筋混 凝土支撑轴力 的相关 问题。郑刚等、 吴长胜等 、 吴明等 、 艾智勇等 均在理论上研究了温度对钢筋 混凝 土支撑轴力 的影响 , 得 到较 多有意 义的结论 。和 再 良 、 鲁智明 均基于实际人工监测数据 , 引入“ 温 度补偿系数” 考虑温度应力对支撑轴力的影响。 但在钢筋混凝土支撑轴力的监测工作中, 仍然存 在一些误区和亟待解决的问题。如 : “ 温度和支撑轴 力两者是否为线性关系” 、 “ 现场常采用的绑扎钢筋应 力计的方法是否可行” 、 “ 传感器不同的截面布置形式 对轴力的测试结果有何影响” 等等。 本文利用 自动化监测技术, 基 于大量 的监测数 据
4、, 着重对目前钢筋混凝土支撑轴力监测工作中的一 些 问题进行系统的试验研究。 1 试 验简介 本次试验的钢筋混凝土支撑长 5 m, 截面尺寸为 8 0 0 m m 8 0 0 m m, 对称配置 2 4根 2 5钢筋。在两个截 面处布置了不同厂家的钢筋应力计及混凝土应变计 ( 图 1 ) , 传感器的具体截面位置见图2 , 各个传感器的 详细信 息见表 1 。 2 7 图1 钢筋混凝土支撑及传感器布置截面位置 N 试验分 9级加载, 共加载至2 7 0 0 k N, 每级 3 0 0 k N, 维持 3 0 m i n , 加载至2 7 0 0 k N后, 维持 2 7 0 0 k N荷载 2
5、 4 h 后开始卸载, 共 5级卸载 , 第一次卸载 3 0 0 k N, 之后每 级 6 0 0 k N, 每次卸载后维持 2 0 ra i n , 直至卸载至 0 。 表 1 传感器信息详细统计表 2试验结果分析 2 1 测试结果与温度的关系 图3为进口钢筋应力计的试验结果图, 图中实线 为所测的支撑轴力, 虚线为对应的温度( 温差) 变化 曲 线, 轴力和温差均为 4只传感器的平均值。 加载结束时所测得轴力值为 3 4 5 6 k N, 并非是标准 荷载 2 7 0 0 k N 。在之后的2 4 h内, 施加在支撑两端的外 基金项目】 上海岩土工程勘察设计研究院内部课题( 2 0 1 0
6、 一 O 0 4 ) 0 00 00 00 00 0O oO 0 0 00 00 oO 0O oo 0o 0 0 oo o0 o oo 0 0o 00 00 00 00 00 0 O 00 oo o0 0O 仲 00 oo o o o0 o0 O0 0 0 0o 00 o0 o 0 Oo 00 oo ( , 6 李志伟 软土地区深基坑开挖对邻近建筑物影响的三维有限 收稿日期 2 0 1 3 1 1 2 6 元分析 D 天津: 天津大学, 2 0 1 1 作者简介 高超( 1 9 8 6一 ) , 男, 辽宁鞍山人, 硕士研究生, 从事 地下结构 及岩土 工程分析与科研工作 。 l 1 2 低温
7、建筑技术 2 0 1 4年第 2 期( 总第 1 8 8 期) 力保持不变, 一直维持在 2 7 0 0 k N , 但所测轴力却经历 了下降和上升两阶段 , 表现出“ 马鞍型” 形态。从图 3 中可看 出: 这些异 常现象与温差有很大 的关 系。 为进一步理清所测轴力与温差的关系, 笔者给出 了图4所示的曲线图。图中横坐标为温差 , 纵坐标为 所测轴力。为排除外加荷载的影响, 图 4中只取 了荷 Z 霹 ( a ) 8 只国产钢筋应力 计焊接布置图 ( b)4 只国产钢筋应力 计绑扎布置 图 载稳定期间的数据。从 图中可以看出: 所测轴力值随 着温差的降低而减小 , 随着温差的升高而增大,
8、两者 具有较好的同步性, 可近似采用线性关系进行拟合。 对本文中进行试验的支撑而言, 温度每升高一度, 对 所测轴力的影响值约为 1 4 6 6 k N, 可见 , 温度对支撑轴 力的测试结果影响非常显著。 ( c)6 P 国产混凝土 应变计布置图 图2 传感器截面布置示意图 图3 典型的轴力、温差与时间的关系曲线图 图4 典 型的轴力与温差之间的关系曲线图 2 2进口仪器与国产仪器的比较 目前 , 市场 上 的测 斜 仪 品牌较 多 , 笔者 对 监 测行 业中常用的几个厂商的传感器进行过对 比分析, 下面 就两款典型的进 口和国产传感器的精度进行阐述。 参与比较的传感器布置在支撑截面的四个
9、角点, 见图 2 ( a ) 、 图 2 ( d ) 。图 5为 整个加 、 卸 载过 程 中 , 进 口传感器与 国产传感 器所测轴力的对 比结果 。 表 2定量地分析了两种传感器测试值与标准值的 差异, 从表中可 以看出: 在加载完成瞬间, 左上、 右上 两个位置的传感器所测轴力较大, 与标准荷载 2 7 0 0 k N 相比, 无论是国产传感器, 还是进口传感器 , 偏差百分 比均超过了 5 0 , 尤其是截面右上角的位置, 国产传 ( d)4 R进 口钢筋应力 计焊接布置图 ( e )3 R进 口混凝土 应变计布置图 感器的测值 比标准值大 6 7 ; 左下、 右下两个位置的 传感器所
10、测轴力值与标准值较为接近, 偏差百分比能 控制在 5 以内。在外加荷载恒定期间, 四个位置 的 进口传感器所测轴力的偏差百分比均在 2 0 左右, 但 国产传感器所测轴力的偏差较大, 最大达到2 5 4 。 表 2 进 口仪器、 国产仪器 测试 值与标准值的对比 截面 位置 加载完成瞬间 恒载期间 国 产 传与 标 准 值 进口 传 与 标准 值国 产 传 感与 标 准 值进口 传 感 与 标 准 值 k N的 偏 k N的 偏 差 k N 的 偏影 k N 的 偏 差 左上4 1 2 0 5 2 6 4 1 5 5 5 3 9 2 2 3 o 1 7 4 3 2 0 7 1 8 9 左下2
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