工程结构实验与检测第2章上 静载试验加载系统和量测仪器
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第2章 静载检测仪器2.1 概述在工程结构静载检测中,不仅要观测结构因受外界作用而发生的结构性能变化的形态,更重要的是要获取反映结构性能变化的定量数据。
而获得定量的数据,就必然要通过各类检测仪器来完成。
检测仪器通常分为两大类型:一是通过某种机械装置,将人们感受不到或难以精确感受到的物理量进行放大,转化成人们可以眼见的物理量;二是将需测得的某个物理量转换为仪器能接受的另一个物理量,再通过仪器的标定,将这个物理量还原为所要测得的物理量。
因此,检测仪器成为人们能够更加准确地了解和显现所要了解的某物理量的必不可少的有力工具。
在选择检测仪器时,了解检测仪器的某些性能指标是必要的。
检测仪器的性能指标主要有:(1) 量程:指检测仪器所能测量的最大至最小的测量范围。
(2) 刻度值:指检测仪器指示或显示装置所能指出的最小测量值。
(3) 精度:指检测仪器的指示值与被测值的符合程度。
精度高,意味着随机误差和系统误差小。
精度最终是以测量误差的相对值来表示的,所以误差越小精度越高。
(4) 分辨率:指当某一输入量从某个非零值开始缓慢变化,使仪器指示值发生变化的最小输入值。
(5) 灵敏度:指检测仪器输出值(检测仪器指示值)与输入值(被测量值)之比。
(6) 滞后:指在恒定的环境条件下,检测仪器在整个测量范围内,从起始值到最大值来回输出中的最大偏差值或该值与最大量程的百分比。
在工程结构静载检测中,有机械式、光学式、电测式和复合式的检测仪器。
其中,电测式检测仪除具有能较迅速地、准确地测得有关数据的特点外,还具有易操作、易远程测量、自测自记、模拟运算,与电子计算机等现代化设备联机等优点。
因此,电测式检测仪器是最为多见的检测仪器,它有逐步取代机械式或其他检测仪器的趋势。
随着科学技术的不断发展,检测仪器不断更新,一类拥有能对大量检测数据进行快速自动采集、自动记录,并能进行一系列多功能数据处理的一整套检测仪器系统正在不断研发成功。
2.2 应变电测仪器应变是工程结构检测中常见的也是主要和重要的测量参数之一。
结构静载试验静载试验仪器设备结构静载试验是指对建筑、桥梁、塔架等工程结构在静态加载作用下的受力情况进行实验研究的一种试验方法。
通过该试验可以评估结构的受力性能、评价结构的安全性,并为结构设计和施工提供科学依据。
本文将介绍进行结构静载试验所需的仪器设备。
1.压力机:压力机是结构静载试验的核心设备,它用于施加静态载荷到试件上。
根据试验对象的不同,压力机可以分为单柱压力机、双柱压力机和四柱压力机等。
压力机的最大加载能力应根据试验需求确定。
2.摆杆:摆杆一般由两个主要部分组成,即支座和横梁。
支座安装在试验台上,横梁通过支座与压力机连接。
摆杆的作用是将压力机的加载力传递给试件,同时保证加载过程中的稳定性。
3.力传感器:力传感器用于测量试件所受到的静态载荷。
常用的力传感器有应变片式力传感器、液压传感器和电阻应变式力传感器等。
力传感器的量程应根据试验所需的力范围确定,并具备高精度和高稳定性。
4.位移传感器:位移传感器用于测量试件在加载过程中的变形情况,常用的位移传感器有测微计、拉线式位移传感器和激光位移传感器等。
位移传感器的精度应满足试验的需求,并能实现实时数据采集与处理。
5.数据采集系统:数据采集系统用于采集、存储和处理试验过程中的各种信号。
常见的数据采集系统包括模拟信号采集卡和数字信号采集卡,采集系统应具备高采样率和大容量的数据存储能力,并能够实现数据的实时显示与分析。
6.控制系统:控制系统用于控制压力机的加载过程,使试件施加静态载荷。
常见的控制系统有液压控制系统、气动控制系统和电控控制系统等。
控制系统应具备快速、准确地调节压力机加载力的能力,并实现试件加载力的稳定。
7.试件制备设备:根据具体试验要求,可能需要制备试件的设备。
例如,对于混凝土结构的试验,可能需要搅拌设备、模具和振动器等。
8.试验台:试验台用于支撑试件和仪器设备,并提供一个稳定的工作平台。
试验台应具备足够的强度和刚度,以承受试件和仪器设备的重量和作用力。