[发明专利]一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法及系统

权利要求书

1.一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1钢筋混凝土支撑浇筑之前，沿钢筋笼长度方向将钢筋笼四角或四边中点对应位置的主筋截断一段，截取长度与钢筋计相等，并在主筋截断处安装钢筋计；

S2沿主筋长度方向均匀布设多个剪切力传感器，即将剪切力传感器的应变片进行预拉，使应变片处于绷紧状态，将预拉后的应变片环绕贴合到主筋上；

S3将钢筋计在相应的主筋截断位置进行焊接固定；

S4浇筑混凝土，并在混凝土支撑施工完成后，基坑未开挖之前，获取钢筋计以及剪切力传感器测得的应变数据；

S5根据剪切力传感器测得的剪切应变计算因混凝土收缩徐变和混凝土弹性模量变化引起的主筋应变，再从钢筋计测得的应变数据中扣除混凝土收缩徐变以及混凝土弹性模量变化引起的主筋应变，得到主筋的真实应变，最后基于等效应变法计算钢筋混凝土支撑的真实轴力；

步骤S5具体包括以下步骤：

S51混凝土的收缩徐变使混凝土与其包裹的主筋之间存在一个剪切作用力，将剪切力传感器测得的剪切应变代入式（1）计算，得到各个剪切力传感器处的剪应力：

(1)

式中：为剪切力传感器处的剪应力，i为1~n的整数，n为安装剪切力传感器的主筋根数，j为1~m的整数，m为第i根主筋上安装的剪切力传感器的个数，G_s为钢筋剪切模量；为剪切力传感器测得的剪切应变；

S52根据剪切力传感器的布置情况以及各个剪切力传感器处的剪应力，计算因混凝土收缩徐变以及混凝土弹性模量变化引起的主筋应变：

（2）

式中：为混凝土收缩徐变以及混凝土弹性模量变化引起的主筋应变，E_s为钢筋弹性模量，R为主筋的直径，l为同一根主筋上相邻剪切力传感器之间的距离；

S53将钢筋计测得的应变数据代入式（3）得到主筋截面平均应变：

(3)

式中：为监测截面平均应变；为第i个钢筋计测得的应变，n为钢筋计的个数；

S54根据主筋截面平均应变，并结合支撑截面的等效应变法计算钢筋混凝土支撑的真实轴力，具体公式如下：

(4)

式中：F—钢筋混凝土支撑轴力，E_c—混凝土弹性模量，E_s—钢筋弹性模量，A_c—截面混凝土面积，A_s—截面钢筋面积。

2.根据权利要求1所述的一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法，其特征在于，步骤S1中，所述钢筋计的横截面积与所述主筋的横截面积相同，所述钢筋计分布呈四边形设置以构成4个监测点，具体是指四个所述钢筋计分布于所述钢筋笼四角或四边中点对应位置。

3.根据权利要求1所述的一种考虑混凝土收缩徐变影响的支撑轴力监测方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：

将应变片进行预拉，使应变片处于绷紧状态；

沿主筋长度方，对剪切力传感器布设位置处的主筋进行抛光打磨，使主筋的表面平整光滑，然后用脱脂棉球沾丙酮或酒精将打磨处进行清洗，防止打磨的屑末、油污污染物质的影响；

将绷紧状态的应变片均匀粘贴在清洗干净的主筋处。