1土木工程學院結構實驗技術

田石柱教授2

手持式應變儀：可以觀測多點應變，但量測的精度，會因操作方式的不同而異。3

手持式應變儀1－插腳；2－千分表；3－剛性骨架；4－薄鋼片；5－腳座；6－試件4九、其它測量儀表1．位移測試儀表(1)機械式百分表和千分表外形構造磁性表座5百分表和千分表:百分表的表盤按0.01mm刻度，讀數(shù)精度可以達到0.005mm。百分表的量程一般為10mm，30mm，50mm。千分表的構造與百分表基本相同，但精度齒輪的放大倍數(shù)不同，其測量精度可達到0.001mm,量程一般不超過2mm。6

用位移計觀測撓度或變位時，應注意：1）固定位移計的不動支架要有足夠的剛性，位移計測桿上下靈活；2）位移計測桿應與所觀測的位移方向一致，非勻質材料的測點處應粘貼小塊玻璃片。3）符合觀測所需的量程及靈敏度7（2）張線式位移傳感器可以用于大變形條件下的位移測試.

張線式位移傳感器百分表測量重錘的位移8（3）電阻應變式位移傳感器

電阻應變式位移傳感器的測桿通過彈簧與一固定在傳感器內的懸臂梁相連，在懸臂梁的根部粘貼電阻應變片。測桿移動時，帶動彈簧使懸臂梁受力產生變形，通過電阻應變儀測量電阻應變片的應變變化，再轉換為位移量。電阻應變式位移傳感器

電子百分表9電子百分表內部構造1-電阻應變片2-懸臂梁3-彈簧10（4）滑動電阻式位移傳感器滑動電阻式位移傳感器的基本原理是將線位移的變化轉換為傳感器輸出電阻的變化。

滑動電阻式位移傳感器

11（5）線性差動電感式位移傳感器

線性差動電感式位移傳感器，英文為LinearVariableDifferentialTransformer，簡稱為LVDT。工作原理是通過高頻振蕩器產生一參考電磁場，當與被測物體相連的鐵芯在兩組感應線圈之間移動時，由于鐵芯切割磁力線，改變了電磁場強度，感應線圈的輸出電壓隨即發(fā)生變化。LVDT位移傳感器12

LVDT位移傳感器132．轉角測量儀表在結構靜載試驗中，結構變形反應的測量大多以線位移為主，但有時也有角位移檢測的要求。最常見的轉角測量儀器是水準管式傾角測量儀，如圖所示。試驗時，先將傾角儀上水準管內的水泡調平，試件受荷變形后，產生傾角，水泡偏離平衡衡位置，這時再將水泡調平，調整量就是測點處的轉角。這種讀數(shù)方法稱為調零讀數(shù)法。

長水準管

14電阻應變式傾角傳感器的示意圖:

將傾角儀安裝在試驗結構需要測量轉角的部位，結構轉動時，傾角傳感器內的重錘使懸掛重錘的懸臂梁產生撓曲應變，利用粘貼在懸臂梁上的應變片即可測量其變化，再轉換為傾角。電阻應變式傾角傳感器15利用位移計進行轉角測量如下圖L位移計測轉角裝置163．裂縫量測儀器

結構試驗中裂縫的產生和發(fā)展是結構反應的重要特征。

目前最常用觀察裂縫的方法：借助放大鏡用肉眼觀察；采用各種應變計連續(xù)搭接粘貼，從某一應變計讀數(shù)突變來發(fā)現(xiàn)裂縫；17目前最常用觀察裂縫的方法：在試件表面涂刷脆性涂料或脆性油漆，當混凝土開裂時，裂縫處脆性涂層斷裂，指示出開裂部位；利用聲發(fā)射技術，把傳感器置于試驗表面和內部，接收材料由于開裂發(fā)射聲能所完成的聲波，來判斷裂縫出現(xiàn)和位置。18縫裂寬度的測量常采用讀數(shù)放大鏡或裂縫卡與裂縫對比進行裂縫寬度測量。讀數(shù)放大鏡裂縫卡194．力的量測儀器結構靜載試驗需測定力。力量測儀器有機械式和電測兩種。

基本原理：利用彈性元件的彈性變形或應變反應與其所受外力構成一定的比對關系而制成。機械式力傳感器電阻應變式力傳感器電測20

力傳感器橋路接線方法:

R1R4R6R8R2R3R6R5R721

電阻應變式力傳感器225．記錄儀器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靜態(tài)試驗最常用記錄儀器是X-Y儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：A/D，D/A，12位，±10V，211=2048采樣頻率：采多少個點/1秒。23第一章§1.4試驗荷載設計

結構靜載試驗的荷載，按作用的形式有集中荷載和均布荷載。按作用的方向分有垂直荷載，水平荷載和任意方向荷載。有單向作用和雙向反復作用荷載等。根據(jù)試驗目的的不同，要求試驗時能正確地在試件上呈現(xiàn)上述荷載。

24第一章§1.4試驗荷載設計一、荷載圖式試驗荷載在試驗結構構件上的布置形式（包括荷載類型和分布情況）稱為荷載圖式。結構荷載圖式應與理論計算簡圖相一致。如果條件限制而無法實現(xiàn)成為方便加載，也應根據(jù)試驗的目的要求，采用與計算機簡圖等效的荷載圖式。

25等效荷載：是指在試件上，使試件產生的內力圖形與計算簡圖相近，控制截面的內力值相等的荷載。采用等效荷載時必須注意，除控制截面的某個效應與理論計算荷載相同外，該截面的其它效應和非控制截面的效應，則可能有差別，所以必須全面驗算因荷載圖式改變對試驗結構構件的各種影響。26

例：當梁承受均布荷載，用集中荷載代替均布荷載的等效荷載。等效荷載示意圖27

二、加載程序荷載種類和荷載圖式確定后，還應按一定程序加載。一般結構靜載試驗的加載程序均分為預載，標準荷載（正常使用）破壞荷載三個階段。

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二、加載程序1預載預載的目的在于：

1）使試件各部接觸良好，進入正常工作狀態(tài)，荷載與變形關系趨于穩(wěn)定。

2）檢驗全部試驗裝置的可靠性。

3）檢驗全部觀測儀表工作正常與否。294）檢查現(xiàn)場組織工作和人員的工作情況，起演習作用預載一般分三段進行，每級取標準荷載的20%，停歇10分鐘，對混凝土等，預載值應小于計算開裂荷載值。

2標準荷載標準荷載之前，每級加載值不應大于標準荷載的20%，一般分五級加至標準荷載；30

3破壞荷載標準荷載之后，每級不宜大于標準荷載的10%，當載荷加至破壞荷載的90%后，為了求得精確的破壞荷載值，每級應取不大于標準荷載的5%；需要做抗裂檢測的結構，加載到計算開裂荷載的90%后，也應改