建筑与桥梁结构监测技术规范 GB50982-2014
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4.2 应变监测

4.2.1  应变监测可选用电阻应变计、振弦式应变计、光纤类应变计等应变监测元件进行监测。

4.2.2  应变计宜根据监测目的和工程要求,以及传感器技术、环境特性进行选择。

4.2.3  应变计应符合下列基本规定:

    1  量程应与量测范围相适应,应变量测的精度应为满量程的0.5%,监测值宜控制为满量程的30%~80%;

    2  混凝土构件宜选择大标距的应变计;应变梯度较大的应力集中区域,宜选用标距较小的应变计;

    3  应变计应具备温度补偿功能。

4.2.4  选用不同类型的应变传感器应符合下列规定:

    1  电阻应变计的测量片和补偿片应选用同一规格产品,并进行屏蔽绝缘保护;

    2  振弦式应变计应与匹配的频率仪配套校准,频率仪的分辨率不应大于0.5Hz;

    3  光纤解调系统各项指标应符合被监测对象对待测参数的规定;

    4  采用位移传感器等构成的装置监测应变时,其标距误差应为±1.0%,最小分度值不宜大于被测总应变的1.0%。

4.2.5  应变传感器的安装应符合下列规定:

    1  安装前应逐个确认传感器的有效性,确保能正常工作;

    2  安装位置各方向偏离监测截面位置不应大于30mm;安装角度偏差不应大于2°;

    3  安装中,不同类型传感器的导线或电缆宜分别集中引出及保护,无电子识别编号的传感器应在线缆上标注传感器编号;

    4  安装应牢固,长期监测时,宜采用焊接或栓接方式安装;

    5  安装后应及时对设备进行检查,满足要求后方能使用,发现问题应及时处理或更换;

    6  安装稳定后,应进行调试并测定静态初始值。

4.2.6  应变监测应与变形监测频次同步且宜采用实时监测。

4.2.7  应变监测数据处理应符合下列规定:

    1  采用电阻应变计量测时,按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正:

    采用半桥量测时:

    采用全桥量测时:

    式中:ε——修正后的应变值;

          ε′——修正前的应变值;

          r——导线电阻(Ω);

          R——电阻应变计电阻(Ω)。

    2  采用光纤类应变计及振弦式应变计量测时,应按校准系数进行换算。

条文说明

4.2.1  本节应变监测指的是除动应变及索力以外的应变监测。当结构表面或内部无法安装应变监测传感器时,可采用间接监测的方法,间接监测应变时可用位移传感器等位移计构成的装置进行;动应变监测相关规定应按本规范第4.5节规定执行,索力监测相关规定应按本规范第4.8节规定执行。

4.2.2  应变计传感器的选择应根据实际工程的要求以及经济等因素选择确定,一般情况下应变计特性对比如表2所示。

 

表2 应变计技术特点

 

4.2.3  混凝土等非匀质材料制作的构件所选用应变计标距应大于混凝土骨料最大粒径的3倍~4倍,一般采用的标距为40mm~150mm;钢结构等均匀材料制作的构件选用的应变片标距在进行动态应力量测时可选较小的,一般为5mm~10mm;进行静态应力量测时,可选用符合要求的长标距应变计。在温度变化较大的环境中进行应力监测时,应优先选用具有温度补偿措施或温度敏感性低的应变计,或采取有效措施消除温差引起的热输出。

4.2.4  电阻应变计的使用及技术规定按照《金属粘贴式电阻应变计》GB/T 13992执行;光纤类应变计按照光纤类应变计说明书的技术要求严格执行;位移传感器的标距误差及最小分度值等技术规定按照《混凝土结构试验方法标准》GB/T 50152执行。

4.2.5  传感器安装应牢固,当采用胶体等粘结材料时应考虑其耐久性。

4.2.6  应变监测应与变形监测基本同步,确保应力和变形监测数据可以对应。

4.2.7  由于电阻应变计(又称应变片)一般是通过胶粘结在结构上,胶结层具有一定的厚度,同时由于应变片粘结的长度有限,导致应变片实际量测到的应变小于结构的真实应变。应变片量测数值与结构真实应变的差值随着粘结厚度的增加而增加,与粘结长度成反比。一般情况下,该误差为10%。如果粘结层较厚,则需要进一步的修正才能得到结构的真实应变。

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