測量鋼筋混凝土梁實際工況的一種方法摘要：在工程事故的調(diào)查和處理以及建筑結(jié)構(gòu)的補強和加固工作中,常常需要準確了解鋼筋混凝土構(gòu)件的實際工作狀態(tài)。本文從推導(dǎo)服役鋼筋混凝土梁應(yīng)變和撓度的理論關(guān)系出發(fā),提出了一種測量鋼筋混凝土梁實際應(yīng)力的新方法。關(guān)鍵字：鋼筋混凝土梁應(yīng)力撓度1前言在工程事故的調(diào)查和處理以及建筑結(jié)構(gòu)的補強和加固工作中，常常需要準確了解鋼筋混凝土構(gòu)件的實際工作狀態(tài)。但是，建筑結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)與設(shè)計時通常并不一致(例如，實際荷載與計算采用的荷載并不相同)。為了達到上述目的，常常要把現(xiàn)場測量和理論分析計算結(jié)合起來考慮。已有的測試方法多是基于應(yīng)力恢復(fù)原理的實際應(yīng)力測量方法，如測量鋼筋混凝土內(nèi)鋼筋實際應(yīng)力的磨削截面法、刻槽法等。但是，這些方法在測試過程中都破壞了原構(gòu)件，測量精度也不穩(wěn)定，工程上期待一種無損檢測方法。文章從推導(dǎo)服役鋼筋混凝土梁應(yīng)變和撓度的理論關(guān)系出發(fā)，提出了一種測量鋼筋混凝土梁工作狀態(tài)的無損檢測方法。2鋼筋混凝土應(yīng)力和撓度的關(guān)系首先推導(dǎo)鋼筋混凝土中荷載應(yīng)變和撓度的關(guān)系如下。鋼筋混凝土梁的撓慮和曲率間的一般表達式為:ｆ=ｋφｌ2(1)式中ｆ為梁的撓度;ｋ為荷載作用效應(yīng);φ為梁的曲率;ｌ為梁的長度?；炷亮鹤冃螘r的曲率可以表示為:φ=εｓｈ0-ｘ(2)式中εｓ為受拉鋼筋應(yīng)變;ｈ0為梁截面有效高度;ｘ為受壓區(qū)高度。由參考文獻[2]知道,在使用荷載情況下,截面相對受壓區(qū)高度(ｘｈ0)和內(nèi)力臂變化不大,一般可取內(nèi)力臂η=087,于是有:ｘ=2ｈ0(1-η)=026ｈ0,η為內(nèi)力臂系數(shù)。ｈ0-ｘ=ｈ0-026ｈ0=074ｈ0=074(ｈ-ｃ)(3)式中ｈ為梁截面高度,ｃ為保護層厚度?？紤]到鋼筋變形是非均勻的,式(2)中的應(yīng)變應(yīng)該采用鋼筋的平均應(yīng)變εｓ,εｓ=ψεｓ(4)ψ為鋼筋應(yīng)變的不均勻系數(shù),按照參考文獻[2]有:ψ=11-065ｆｔｋρｔｅσｓｓ(5)式中,ｆｔｋ———混凝土抗拉強度標準值;ρｔｅ———以有效受拉混凝土截面面積Ａｔｅ計算的縱向受拉鋼筋的配筋率,ρｔｅ=ＡｓＡｔｅ,對受彎構(gòu)件,Ａｔｅ=05ｂｈ+(ｂｆ-ｂ)ｈｆ,當ρｔｅ<001時,取ρｔｅ=001。σｓｓ———按荷載短期效應(yīng)組合計算的縱向受拉鋼筋的應(yīng)力。當計算的ψ<04時,取ψ=04;當ψ>1時,取ψ=1。將(2)(3)(4)(5)代入(1)式中,可以得到鋼筋混凝土梁的撓度和底部鋼筋應(yīng)變的關(guān)系式為:ｆ=ｋｌ2074(ｈ-ｃ)11-065ｆｔｋρｔｅσｓｓεｓ(6)設(shè):ｔ=ｌ2074(ｈ-ｃ)11-065ｆｔｋρｔｅσｓｓ,則有:ｆ=ｋｔεｓ(7)參考文獻[1]指出,鋼筋混凝土梁的剛度可以看成由兩部分組成,其中一部分和承受荷載有關(guān)(短期剛度),一部分由鋼筋混凝土梁徐變、收縮造成,兩者之和為長期剛度。因此式(7)得到的結(jié)果是短期撓度和混凝土底部鋼筋應(yīng)變的關(guān)系。與文獻[3]提出的方法相比,具有良好的一致性。惜3影反向加載法袋測試梁真實工套作狀態(tài)反向加衰載法測試步驟錘如下距:1菜選定測試截面酷,朵敲開底部鋼筋凡保護層誠,酒暴露鋼筋。脂2煉在通過該截面巧的鋼筋上貼上飽應(yīng)變片擊,躍安裝百分表祖,骨分別記錄加載蠻過程的應(yīng)變變漢化量和撓度變孤化量。稍3戲施加荷載ｐ捕1,停計算ｐ國1墊在測量截面上庸的荷載作用效半應(yīng)ｋｐ陣1功和彎矩大?。蜕n1,猴記錄鋼筋的應(yīng)創(chuàng)變巡Δε曉1洋和撓度變吵化伐Δ忽ｆ意1建。晶4障重復(fù)上面的過食程征,吐記錄Ｍ咬2壯、備Δε辭2槽和邀Δ落ｆ躲2跑。李5宜數(shù)據(jù)處理。設(shè)踢Ｂ為被測梁由魂荷載引起的剛純度巧(駛即短期剛度拒),怠它不隨時間變頁化而變化。所嫁以在第一次加撫載ｐ跪1盯的情況下有Ｍ鳥1始ｋｐｌｌ珍2=帽Ｂ愁Δ奉ｆ鈴1(8)奏設(shè)Ｍ藏1能和原來截面上壽的彎矩Ｍ共同謀作用下的作用喝效應(yīng)系數(shù)為ｋ染1,瀉Ｍ單獨作用下艙的作用效應(yīng)系羅數(shù)、應(yīng)變、短館期撓度命(叮與短期剛度對窩應(yīng)衰)桑分別為ｋ致、設(shè)ε敬和ｆ廊,炕則在使用荷載事作用下的Ｍ牲-方ｆ關(guān)系為齒:兩Ｍｋｌ邀2=鼻Ｂｆ窮(逝9)枕在ｐ獅1岔和使用荷載共罩同作用的Ｍ龍-丹ｆ關(guān)系為狼:(拼Ｍ泉+屬Ｍ似1)筍ｋ滿1航ｌ黎2=駱Ｂ遼(扮ｆ五+偏Δ久ｆ至1)(10)變在ｐ桂2鋼和使用荷載共脈同作用的Ｍ岡-忍ｆ關(guān)系為浩:(我Ｍ羞+雪Ｍ扎2)聞ｋ辮2蘿ｌ騾2=訪Ｂ丑(宴ｆ劑+錢Δ莖ｆ雜2)(11)表億根據(jù)上面推導(dǎo)兼的鋼筋和梁的爭應(yīng)力關(guān)系充,占在ｐ輪1省和使用荷載共墻同作用下的撓限度善-柱應(yīng)變關(guān)系為撇:泳ｆ屬+世Δ鋼ｆ唐1=沒ｋ堤1成ｔ嗚(拳ε掃+獨Δε置1)(12)陽在ｐ嫁2殘和使用荷載共嗎同作用的撓度悅-秧應(yīng)變關(guān)系為蔥:主ｆ文+下Δ女ｆ腎2=斧ｋ弓2細ｔ撞(蘿ε齡+凍Δε味2)(13)艦聯(lián)合視(蓬8)罷式至舊(歲13)略式得到一個含扮6盞個未知數(shù)由掘6亡個方程組成的扇方程組。雖然逆該方程組的解耕析解非常復(fù)雜仔(辜可以利用ＭＡ房ＴＬＡＢ中Ｓ鴨ＯＬＶＥ命令訴求得寧),篩但是實際測量派中帶入具體數(shù)善值之后晨,陪數(shù)值方程是很班容易求解的。暫通過上述方程壤求出瞧的眼ε演就是實際荷載悔作用下的真實雄應(yīng)變。根據(jù)應(yīng)手力赴-懷應(yīng)變關(guān)系可以控進一步求出真鋸實應(yīng)力。4