如何根据测量得到的受拉受压应变测量仪来计算弯矩

钢筋应力计的原理及工作要点
(1)钢筋计的安装(见图1)。钢筋计焊接在钢筋笼主筋上(见图2),当作主筋的一段,焊接面积不应少于钢筋的有效面积,在焊接钢筋计时,为避免热传导使钢筋计零漂增加,需要采取冷却措施,用湿毛巾或流水冷却是常采用的有效方法。
钢筋计、土压力盒安装示意图
钢筋计焊接与冷却示意图
在开挖侧与挡土侧的主筋对应位置都安装钢筋计,钢筋计布置的间距一般为2000~4000mm,视结构的重要性和监测需求而定。
(2)钢筋计的原理。钢筋计有振弦式和电阻应变式两种,接收仪分别为频率仪和电阻应变仪。
振弦式钢筋计的工作原理是:当钢筋计受轴力时,引起弹性钢弦的张拉拢变化,改变钢弦的振动频率,通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出钢筋所受作用力的大小,换算而得混凝土结构所受的力。
电阻应变式钢筋计的工作原理是:利用钢筋受力后产生的变形,粘贴在钢筋上的电阻片产生变形,从而测出应变值,得出钢筋所受作用力的大小。
(3)钢筋计的用途和使用方法。①钢筋计可用于测量基坑围护结构沿深度方向的应力换算为弯矩。②基坑支撑结构的轴力、平面弯矩。③结构底板所受弯矩。
&&钢筋计在基坑监测中主要用来测量围护结构的弯矩,结构一侧受拉,一侧受压,相应的钢筋计一只受拉,另一只受压。测得钢筋计钢弦频率,再由频率换算成钢筋应力值再核算成整个混凝土结构所受的弯矩。
M——弯矩(t.m/m);
&&σ1、σ2——开挖面、挡土面钢筋应力(kg/cm2);
Es——钢筋的弹性模量(kg/cm2);
Ec——混凝土结构的弹性模量(kg/cm2);
Ic——结构断面惯性矩;
d——开挖面、挡土面钢筋计间的中心距离(cm)。
(4)基坑监测使用钢筋计操作要点。①做好钢筋计传感部分和信号线的防水处理。②仪器安装前必须做好信号线与钢筋计的编号,做到一一对应。③钢筋计焊接必须保证质量。④钢筋计安装好后,浇混凝土前测一次初值,基坑开挖前测一次初值。⑤测数时,同时用温度计测量气温,考虑温度补偿。
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考虑混凝土应力应变非线性特性的深基坑地连墙弯矩计算.pdf13页
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卷 第 期 地 基 处 理
考虑混凝土应力
骆介华‘,戴 民 ,吴 勇,扬震伟
.中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,浙江 杭州【摘要】弯矩是深基坑地下连续墙关键设计参数,是地下连续墙结构安全与稳定的关键监控指标。工程上常
采用钢筋应力计算地连墙弯矩,由于与地下连续墙钢筋混凝土内力变形逐渐增大、一般不达到极限状态的实
际情况不符,现行混凝土结构规范给出的基于极限使用状态的弯矩计算公式显得不适用。在参考多位学者研
究成果基础上,考虑混凝土结构应力应变非线性力学特性,根据钢筋?砼变形协调原理,力矩平衡方程,结
合工程实践,推导出采用实测钢筋应力计算地下连续墙弯矩的计算公式。通过基坑监测实例验证,推导的弯
矩计算公式能够反映地下连续墙墙体弯矩分布实际情况,符合弯矩的分布规律和发展变化规律,应用效果良
好,可供参考。
【关键字】深基坑;地下连续墙;弯矩:混凝土;非线性;轨道交通信息系统
地下连续墙简称地连墙技术?源白欧洲,年传入我国。因抗弯刚度大,整体性好、
抗渗能力强、安全性高,对周围环境影响小,适应各种土质条件,地下连续墙常被作为周边
环境复杂、水土压力大、地层透水情况严重、变形控制要求高的地铁深基坑工程挡土结构。
弯矩是地下连续墙设计抗弯承载力关键性控制参数。
地下连续墙埋设于土体内,受力较为复杂,受到水土压力、土体侧摩阻力、支撑反力、
端部轴向力等,地连墙与土体及周围环境发生复杂相互作用,弯矩的设计值与实际值不可避
免地将出现偏差。工程实践中将地下连续墙弯矩作为结构安全与稳定的关键监控指标。对地
下连续墙弯矩进行监测,可以动态掌握在施工过程中地下连续墙的抗弯能力发挥状态,及时
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结构力学中刚度无穷大的杆件上的荷载怎么处理?弯矩图怎么画?
弯矩图是内力图,由外力确定,只要外力已知则根据截面法必可求出任一截面上的内力,包括弯矩.借此可以画出弯矩图.所以弯矩图与杆件刚度没有关系,不管刚度是否是无穷大.但是如果两端固定梁的抗弯刚度、拉压刚度无穷大,则杆件不能发生变形,就无法利用变形协调条件求支座反力,既然反力无法求出,则内力则无法求出,弯矩图自然画不出来了.所以这里面有个谁决定谁的逻辑关系.
与《结构力学中刚度无穷大的杆件上的荷载怎么处理?弯矩图怎么画?》相关的作业问题
这个图是哪里来的?右边部分属于一端固定一端简支梁,简支端产生支座移动,怎么会有弯矩?两段梁是否为铰结? 再问: 你好,是同济大学的结构力学教材。两梁为刚接与基础为铰接,是超静定结构,用位移法求解,照片是M1图再问: 请问左边的9/2是怎么确定的? 再答:
您可以实验一下
就是杆件两端沿轴向的位移相等.比如一根杆件左端水平位移为1,那么右端水平位移也为1.
这种四连杆机构,根据机械原理上的公式直接算就可以了,公式不是最近才看过的话很难记住,发到网上来一般解答者还需要再去翻书,因此没有人愿意这么麻烦来解答的哦.
1)楼板侧面投影到二维纸面上是一条直线,可以简化为杆或者梁来计算;2)杆和梁这两种模型,区别在于能否承受径向荷载,如果不考虑楼板的变形的话,可以按照杆来处理;3)杆系的另外一个特征是杆之间的连接部分是不能承受弯矩的.这取决于对楼板和墙面连接方式,如果连接部分所承受的弯矩远小于楼板所承受弯矩,则可简化为铰链连接;反之则是
1.AB/(BD+DE)=1.7/DE 2.AB/(BD+DG+GH)=1.7/GH把DE=3米带入1式求出BD,再将BD和DG=5米 GH=4米代入2式求出AB=10.2米
DE=3,DG=5,GH=4,CD=FG=1.7 因为CD平行AB,所以CD/AB=DE/BE 因为FG平行AB所以FG/AB=GH/BH BE=BD+3,BH=BD+DE+EH=BD+9 因为CD/AB =FG/AB 所以DE/BE =GH/BH 3/BD+3=4/BD+9,BD=15 1.7/AB=3/15+3 A
设AB=x,BD=y由题意得:CD||AB FG||AB所以 AB:CD=BE:DE,AB:FG=BH:GH所以 x:1.7=y+3:3 x:1.7=y+9:4所以y+3:3=y+9:4 解得 y=15再代入得x=10.2 所以AB=10.2 即路灯A离地面高度为10.2米请采纳答案,支持我一下.
img class="ikqb_img" src="http://a./zhidao/wh%3D600%2C800/sign=8633179caf6eddc426b2bcfd09eb9ac5/8d5494eef01f3a29a532ecb79b25bc315d607cd4.jpg"
刚度一般的单位是N/mm,不知道你说的是不是
不用推到,知道截面形状直接查手册就行! 再问: ???????????????
想象一下,这个杆件受力“足够大”,发生了弯曲,凸出的那侧受拉,凹进的那侧受压. 再问: 要是既有力又有弯矩呢怎么判断 再答: 不论是拉力还是压力,杆件两侧与之相同。如果,“既有力又有弯矩”,把弯矩想象的更大一些,足以使杆件弯曲,就好分析、判断了。再问: 如果纯力,纯弯矩就要求和是吧,那假定哪端固定得到的结果都一样么,
配一个应变式压力传感器器接到应变仪上,那样既可以测拉力,又可以测应变了
支座反力:F=5P÷2=2.5P;高度是多少米 再问: 高度是6m 再答: 对A点取距,F2×6=2.5P×(5+5)-P×5=20P;F2=20/6 P=3.33P对C点取距,F1×6=-2.5P×(5+5+5)+P×(5+5)+P×5=22.5P;F1=22.5/6P=3.75P
判断:对的.在杆件任何位置加微扰,浮力改变都趋于抵消其影响,趋于恢复平衡.
去网上找查结构计算手册吧.上面有.
-1 4 -3-2 0 23 -4 1
由题意知,f(14)=-1,故A错;又∵函数f(x)的定义域为(0,1),不关于原点对称,∴函数f(x)是非奇非偶函数,故B、D错.当x从0→1变化时,点N从左边向右边移动,其对应的坐标值渐渐增大,故f(x)在定义域上单调递增,所以C正确.故选C.君,已阅读到文档的结尾了呢~~
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机械设计中应变测量技术的应用
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3秒自动关闭窗口钢筋砼梁应力应变计算方法的探讨;摘要:对于钢筋砼梁应力应变的计算,分别用桥梁规范;关健词:桥梁工程;钢筋砼梁;应力应变值;计算方法;0前言;钢筋砼梁属于受弯构件;1按弹性阶段计算应力的方法;钢筋砼梁在使用阶段的工作状态可认为与施工阶段的工;1.1基本假定;《桥规》规定:钢筋砼受弯构件的施工阶段应力计算,;1.1.1平截面假定;认为梁的正截面在梁受力并发生弯曲
钢筋砼梁应力应变计算方法的探讨
要:对于钢筋砼梁应力应变的计算,分别用桥梁规范中弹性体假定的应力计算方法和以砼处于弹塑性阶段的应力计算方法进行分析,通过算例比较两者计算结果的差异,提出一些个人的见解。
关健词:桥梁工程;钢筋砼梁;应力应变值;计算方法;基本假定;弹性;弹塑性
钢筋砼梁属于受弯构件。按《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(以下简称《桥规》)要求,对于钢筋砼受弯构件的设计,首先按承载能力极限状态对梁进行强度计算,从而确定构件的设计尺寸、材料、配筋量及钢筋布置,以保证截面承载能力要大于荷载效应;另外,尚需按正常使用极限状态对构件进行应力、变形、裂缝计算,验算其是否满足正常使用时的一些限值的规定。为检验钢筋砼梁的施工是否满足设计要求,均应对形成该梁的材料(钢筋及砼)进行强度检验,但由于砼的养护环境、工作条件及钢筋的加工、布置等方面,均存在试样与实际构件之间的差异,因而不能完全地说明该构件的工作性能。有时,按需要可对梁进行直接加载试验以量测荷载效应值,通过实测值与理论计算值的比较,以检验其工作性能是否能满足设计和规范的要求。通常情况下,我们不能直接测定梁体的应力值,只能通过实测梁体的应变值,进而求算其应力值。但钢筋砼结构属于非匀质材料,不能直接运用材料力学计算公式进行其应力及应变的计算,因此,本文按弹性阶段应力计算和弹塑性阶段应力计算2种方法进行分析比较。
按弹性阶段计算应力的方法
钢筋砼梁在使用阶段的工作状态可认为与施工阶段的工作状态相同,都处于带裂缝工作阶段,因此可按施工阶段的应力计算方法进行计算。
1.1 基本假定
《桥规》规定:钢筋砼受弯构件的施工阶段应力计算,可按弹性阶段进行,并作以下3项假定。
1.1.1 平截面假定
认为梁的正截面在梁受力并发生弯曲变形后,仍保持为平面,平行于梁中性轴的各纵向纤维的应变与其到中性轴的距离成正比,同时由于钢筋与砼之间的粘结力,钢筋与其同一水平线的砼应变相等。其表达式为:
4 εh/x=εh′/(h0-x)
式中:εh′-为与钢筋同一水平处砼受拉平均应变;
εh-为砼受压平均应变; εg-为钢筋平均拉应变; x-为受压区高度; h0-为截面有效高度。
1.1.2 弹性体假定
假定受压区砼的法向应力图形为三角形。钢筋砼受变构件处在带裂缝工作阶段,砼受压区的应力分布图形是曲线形,但曲线并不丰满,与直线相差不大,可以近似地看作呈直线分布,即受压区砼的应力与应变成正比。
式中:σh-为砼应力;
εh-为砼受压平均应变; Eh-为砼弹性模量。
1.1.3 受拉区砼完全不能承受拉应力
在裂缝截面处,受拉区砼已大部分退出工作,但在靠近中和轴附近,仍有一部分砼承担着拉应力。由于其拉应力较小,内力偶臂也不大,因此,不考虑受拉区砼参加工作,拉应力全部由钢筋承担。
式中:σg-为钢筋应力;
εg-为受拉区钢筋平均应变; Eg-为钢筋弹性模量。
1.2采用换算截面计算应力
根据同一水平处钢筋应变与砼的应变相等,将钢筋应力换算为砼应力,则钢筋应力为砼应力的ng倍(ng=Eg/Eh)。由上述假定得到的计算图式与材料力学中匀质梁计算图非常接近,主要区别是钢筋砼梁的受拉区不参予工作。因此,将钢筋假想为受拉的砼,形成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面,即为换算截面,再按材料力学公式进行应力计算。
1.2.1受压区边缘砼应力
σha=Mx/I01
式中:M-为弯矩;
x为受压区高度; I01为换算截面惯性矩。
1.2.2受拉钢筋面积重心处钢筋应力
σg=ngM(h0-x)/I01
式中:M-为弯矩;
x-为受压区高度; I01-为换算截面惯性矩; h0-为截面有效高度。
对于截面换算系数ng,《桥规》规定如下: 砼标号15号
ng=15 砼标号20、25、30号
2 按弹塑性阶段计算应力的方法
钢筋砼梁在使用阶段的工作状态为带裂缝工作阶段,其变形特征为:受压区砼为弹塑性变形,受拉区砼为塑性变形,受拉区钢筋为弹性变形。
2.1平截面假定
国内外大量试验证明,对于钢筋砼受弯构件,砼受压区从开始加荷直至破坏各阶段基本都符合平截面假定,亦即截面的应变均为直线分布。对受拉区来说,在砼带裂缝工作阶段,就裂缝所在截面而言,钢筋和砼之间发生了相对位移,显然不符合材料力学的平截面假定,但是,若受拉区的应变采用跨过几条裂缝的长标距量测时,就其平均拉应变来说,大体上还是符合平截面假定。
2.2材料应力应变物理关系
2.2.1对于钢筋的应力应变关系
因为正常使用
阶段钢筋应力还未达到屈服极限,所以可采用理想的弹性应力应变直线关系,其表达式为:
(εg&εy)
式中:σg-为钢筋应力;
εg-为受拉区钢筋平均应变; Eg-为钢筋弹性模量; εy-为屈服应变。
2.2.2对于砼受压的应力应变关系
参照《砼结构
设计规范》中砼单轴受压的应力―应变曲线方程形式,因正常使用阶段砼压应力尚未达到受压标准强度限值,故采用该曲线的上升段,表达式为:
σh= Rab [A×(ε/ε0)+(3-2×A)(ε/ε0)2+(A-2)(ε/ε0)3](ε&ε0)
式中:σh-为砼压应力;
a-为砼抗压标准强度; ε-为砼压应变;
0-为对应Ra的砼应变值; A-为参数。
2.2.3对于砼受拉的应力应变关系
参照《砼结构
设计规范》中砼单轴受拉的应力―应变曲线方程形式,认为砼拉应变超过对应于抗拉标准强度的应变值时砼即不再承担拉力工作,故同样采用该曲线的上升段,表达式为:
σhl= Rlb [1.2×(ε/εt)-0.2×(ε/εt)6]
(ε&εt)
hl-为砼拉应力;
l为砼抗拉标准强度; ε-为砼拉应变;
t-为对应Rl的砼应变值。
2.3根据应力应变关系进行计算分析
受拉区钢筋拉应力合力为:
Tg=σgAg=εgEg Ag
受压区砼压应力合力根据以其应力应变方程和受压区高度进行定积分计算,求算其合力为:(如为T形截面则需分段积分,下式中x为受压区高度)
C=∫0xσc(ε)bdy=∫0x Rab [A×(ε/ε0)+(3-2×A)(ε/ε0)2+(A-2)(ε/ε0)3]bdy
砼压应力合力C的作用点至中性轴的距离为:
yc=(∫0xσc(ε)bydy)/C
受拉区砼压应力合力根据以其应力应变方程和受拉区高度进行定积分计算,求算其合力为:
Tc=∫0LσL(ε)bdy=∫0L Rlb [1.2×(ε/εt)-0.2×(ε/εt)6] bdy
式中L为受拉区高度
砼拉应力合力Tc的作用点至中性轴的距离为:
yL=(∫0LσL(ε)bydy)/Tc
根据力的平衡原理可知:
M=C×(h0-x+ yc)- Tc ×(h0-x- yL)
再根据平截面假定则有以下四式:
ε/εc=y/x
ε/εt=y/L x/ h0=εc/(εc+(ε下转第g) 67页) L/( h0-x)=εt/εg
根据以上代数式求解联立方程。因涉及多元多次方程组求解,手算相当烦琐,可编制计算机程序,求算在弯矩M作用下的砼及钢筋应力应变值。
现举例分别以两种方法进行应力应变计算,对计算结果的异同进行分析比较。例:钢筋砼简支T梁,计算跨径
L=19.50m。25
Rb=17.5MPa ,E4
h=2.85×10MPa, 主梁截面顶面翼板全宽bi=1500mm,翼板厚hi=110mm,腹板宽b=180mm,梁高h=1300mm,有效高度h0=1196mm,主筋面积A2
g=68.37cm,Eg= 2×10MPa,Rg
=340MPa。主梁在使用阶段的内力为:恒载ML=750kN.m,汽车荷载MQ=600kN.m。
3.1按弹性阶段计算的应力应变结果如下:
3.2按弹塑性阶段计算的应力应变结果如下:
4 3.3两种计算结果比较如下:
从表中计算结果比较可以看出,两种方法计算的砼及钢筋的应力值都很接近。钢筋作为一种较理想化的匀质弹性体,其弹性模量为常数,因此当应力接近时钢筋应变值也很接近,但砼则不同,由于弹性体假定时砼弹性模量为常数,而弹塑性假定时砼弹性模量不为常数,且随应力增加而弹性模量减小及应变差值增大。因此,当以实测应变来推算应力值时,两种计算方法的钢筋应力值较为接近,而砼应力值则会产生较大的偏差。
《桥规》仅提出了钢筋砼应力计算的公式,而并没有提出应变的计算公式,且其对截面换算系数ng也直接定出了规定值,带有一定的经验因素,是一种经验近似计算。从大量试验资料可知,砼在应力值超过一定程度后,将产生较明显的塑性变形。因此,较精确的计算方法应该采用与实际情形更接近的弹塑性理论进行计算。
参考文献:
[1] JTJ023-85,公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范
[2] 叶见曙,袁国干.结构设计原理[M]. 北京;人民交通出
[3] GB,砼结构设计规范[S].
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