[发明专利]一种钢管混凝土内部应变监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种钢管混凝土内部应变监测装置及方法，由应变传感模块、定位模块、数据采集模块构成；所述的应变传感模块由测试基体、应变花、导线、接线端子构成；所述定位模块由定位管、固定手柄、活动手柄、扭力弹簧、定线器、外张定位杆、钢丝绳、转轴、弹簧、刻度尺构成；所述的数据采集模块由数据采集仪和电脑构成。本发明通过定位模块把测试基体固定在预定位置处，旋转固定手柄调整测试基体的角度，而后浇灌混凝土并养护；通过对测试基体应变的监测，进而监测出钢管混凝土内部预定位置处的应变。本发明通定位模块对测试基体的精确定位，消除了浇灌混凝土对应变传感模块位置的扰动，解决了现有应变测试元件在试样内部容易错位的问题，可广泛应用于混凝土内部应变监测试验领域。

技术领域

本发明涉及一种钢管混凝土变形监测技术领域，尤其涉及一种钢管混凝土内部应变监测装置及方法。

背景技术

钢管混凝土是指在钢管中浇灌混凝土形成的一种组合结构。钢管混凝土构件具有承载力高、塑性好、耐火性能好等特点。钢管对核心混凝土的套箍约束作用使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而提高了承载能力。然而在钢管混凝土受力过程中由于混凝土的隐蔽性，很难监测钢管混凝土内部的应变。

目前进行的钢管混凝土试验中，有一种对钢管与混凝土界面裂缝、脱空的监测，但是此方法局限于钢管与混凝土界面，无法对钢管混凝土内部应变监测；还有一种以铅片作为基底片材料（其上粘贴应变片）进行混凝土内部应变监测的方法，但是采用铅片等金属材料作为基底片材会在混凝土破裂点处产生较大的扰动，导致结果不精确，尤其会阻止潜在破裂点混凝土的破裂，不能真实监测钢管混凝土内部受力情况。

因此，目前亟待发明一种钢管混凝土内部应变监测装置，以监测钢管混凝土内部应变。

发明内容

本发明提供了一种用于监测钢管混凝土内部应变的装置及方法。利用该装置和方法，可以监测钢管混凝土内部预定位置处的应变，从而有利于研究钢管混凝土在外荷载作用下的内部变形、开裂等情况。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种钢管混凝土内部应变监测装置及方法，其特征在于：由应变传感模块、定位模块、数据采集模块构成。

所述的应变传感模块由测试基体、应变花、导线、接线端子构成。所述的测试基体放置在钢管混凝土试件内部测试点处；所述的应变花粘贴在测试基体表面的中心上；所述的接线端子粘贴在测试基体上，并且与应变花的导线焊接；所述的导线焊接在接线端子上，并在测试点上方同侧的钢管开孔穿出。

进一步的，所述的测试基体是与待测试件混凝土相同标号的水泥块，长度25mm，宽度25mm，高度25mm，上表面中心处设有圆形孔，孔直径10mm，深10mm，孔内壁距上表面8mm深度处设置横向限位孔。

进一步的，所述的应变花为45°应变花，粘贴在测试基体的前、右、下表面，并且其上涂覆一层防水胶，以保护应变花。

所述的定位模块由定位管、固定手柄、活动手柄、扭力弹簧、定线器、外张定位杆、钢丝绳、转轴、弹簧、刻度尺构成。所述的定位管外壁上粘贴有刻度尺；所述的固定手柄粘接在定位管顶端；所述的活动手柄与固定手柄通过扭力弹簧连接；所述的定线器焊接在定位管上端的内壁上，并且垂直于定位管的中轴线；所述的两个外张定位杆一端弯折成“L”形，其余部分为直杆并且由转轴连接，“L”形弯折段的竖直部分与定位管内壁接触，并且由弹簧连接，“L”形弯折段的水平部分在定位管底端伸出；所述的钢丝绳固定在两个外张定位杆直杆段的杆端开孔上，并且向上穿过定线器与活动手柄连接；所述的转轴在外张定位杆直杆段的中点处穿过，方向垂直于定位管的中轴线，并且固定在定位管的内壁上；所述的弹簧两端分别固定在两个外张定位杆“L”形弯折段的竖直部分上，弹簧轴线垂直于定位管的中轴线；所述的刻度尺粘贴在定位管的外壁上，且刻度尺的“0”刻度线与定位管下边缘对齐。