Порядок построения градуировочной зависимости (прибор ИЗС-10Н)

1. Включить питание прибора и установить стрелку отсчётного устройства в крайнее правое положение на его шкале.

2. На образец арматуры диаметром d через прокладку толщиной h_з установить преобразователь прибора, продольная ось которого должна быть параллельна оси образца.

3. Снять отсчёт по шкале прибора. Для круглых стержней берут один отсчёт, для стержней периодического профиля – среднее значение между минимальными и максимальными отсчётами, получаемыми при вращении образца вокруг продольной оси.

4. Измерения провести отдельно для каждого диаметра арматуры и записать результаты в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Диаметр образца d, мм	Показания прибора при величине зазора hз, мм

 

5. По данным табл. 4.1 для каждого защитного слоя построить градуировочные зависимости показаний прибора от диаметра (площади сечения) стержней. Зависимости для стержней различных диаметров разместить на одном графике.

 

4.3. Порядок определения диаметра арматуры и толщины защитного слоя в железобетонной конструкции прибором ИЗС-10Н

1. Перемещая преобразователь прибора по поверхности конструкции, зафиксировать место расположения арматурного, которое находят по положению преобразователя, соответствующему минимальному отклонению стрелки на шкале отсчётного устройства.

2. По указанному положению стрелки отсчётного устройства прибора, используя градуировочные зависимости, определить несколько значений толщины защитного слоя бетона для каждого диаметра арматуры из предполагаемого ряда диаметров, которые могли использоваться для армирования конструкции.

3. Между преобразователем и поверхностью бетона установить прокладку толщиной hпр (например, 10мм) и вновь провести измерения, определяя расстояния от преобразователя до арматуры (h’з.с.) для каждого возможного диаметра арматуры. Результаты измерений записать в табл. 4.2.

Таблица 4.2.

Обозначения	Результаты измерений для арматуры диаметром, мм
h з.с.	8	9	10	11	13
h’з.с.-10	5	6	8	10	11

4. По данным табл. 4.2. для каждого диаметра арматуры сопоставить полученные значения h з.с. и (h’з.с.- h пр.). Для искомого диаметра арматуры разность h з.с. и (h’з.с.- h пр.) должна быть наименьшей.

Примечание: в таблице 4.2. приведён пример определения диаметра арматуры, из которого следует, что сопоставление значений (h з.с. и h’з.с.- 10) показывает, что искомый диаметр арматуры 12мм.

 

4.4. Порядок определения диаметра арматуры и толщины защитного слоя в железобетонной конструкции прибором ИПА-МГ4.01

1. Нажатием кнопки «d/H» перевести прибор в режим определение диаметра арматуры и защитного слоя бетона;

2. Выполнить измерения, для чего установить преобразователь на поверхность контролируемого изделия, нажать, удерживая кнопку «Измерение» и, плавно перемещая преобразователь из стороны в сторону, поворачивая вокруг вертикальной оси, добиться минимального значения цифрового кода в правой части дисплея и максимального уровня звукового сигнала, при этом дальнейшее перемещение преобразователя не влияет на изменение цифрового кода (прибор запомнил положение преобразователя при минимальном защитном слое бетона);

3. Затем, обращая внимание на цифровой код в левой части дисплея, продолжить перемещение преобразователя до тех пор, пока не совпадут цифровые коды. При этом ось преобразователя совпадёт с осью арматурного стержня;

4. Отметить на поверхности бетона положение оси арматурного стержня, ориентируясь по рискам на торцах преобразователя (при этом дисплей будет иметь вид «Установите прокладку!);

5. Выполнить измерения, установив между преобразователем и поверхностью контролируемого изделия прокладку толщиной 20мм (входит в комплект поставки), совместив риски на торцах преобразователя с отметками, нанесёнными на поверхность изделия;

6. По окончании измерений на дисплее высвечивается значения «d» и «H», а также введённые ранее класс арматуры и тип изделия.

По окончании всех работ сопоставить результаты, полученные двумя приборами.

Лабораторная работа №5

Измерение усилия предварительного натяжения арматуры

 

Цель работы: практическое изучение методов оценки степени натяжения арматурных стержней.

Общие сведения

Цель контроля при изготовлении предварительно напряжённой конструкции – обеспечить соответствие полученного напряжённого состояния конструкции напряжённому состоянию, заданному проектом с учётом допусков, установленных для данной конструкции техническими условиями и другими нормативными документами.

Основной операцией контроля является измерение усилия, созданного в арматуре. Оценивая результаты этого измерения теми или иными средствами, регулируют усилия в арматуре с тем, чтобы обеспечить соответствие напряжённого состояния заданному проектом и допускаемому отклонению (допуску).

Измерение силы натяжения арматуры осуществляется в процессе ее натяжения с непосредственным измерением усилия, прикладываемого к концу напрягаемого элемента (прямой метод) или после натяжения (косвенный метод).

Косвенные методы определения усилия натяжения:

- частотный метод (приборы ИНА-7, ИПН-7, АП-23, ЭИН-МГ4);

- метод поперечной оттяжки (приборы ПРДУ, ПИН-5);

- метод измерения по удлинению арматурного стержня.

 

5.2. Описание методов определения усилия натяжения арматуры

5.2.1. Частотный метод определения усилия натяжения

В основу метода положено использование зависимости между натяжением и частотой свободных поперечных колебаний натянутой струны с неподвижно закреплёнными концами. Наиболее легко возбудимой при воздействии на арматуру в середине пролёта является первая (основная) форма колебаний. Исходя из этого предположения, в методе контроля натяжения арматуры применяется зависимость:

, (5.1)

где f – частота свободных (собственных) колебаний;

l – свободная длина арматуры между упорами стенда;

P – усилие натяжения арматуры;

m – масса единицы длины стержня.

Из формулы (5.1) получаем усилие натяжения стержневой арматуры:

, (5.2)

Стальная арматура при некоторой длине может считаться струной, тогда, установив с помощью прибора – частотомера частоту ее собственных поперечных колебаний, можно вычислить значения силы натяжения по формуле (5.2). Однако в некоторых случаях арматура по степени натяжения, модулю упругости и соотношению между длиной и диаметром должна рассматриваться как стержень. Следовательно, усилие, вычисленное по формуле (5.1), может значительно отличаться от фактического. Поэтому частотный метод имеет ограничения применимости, обусловленные параметрами натяжения струны.

Для реализации данного метода использую приборы (низкочастотные частотомеры), измеряющие собственную частоту первой формы колебаний натянутой струны (ИПН, ИНА, АП-23ПР, ЭИН-МГ4).

Измеритель периода свободных колебаний арматурных элементов АП-23ПР (Рис. 5.1) предназначается для контроля напряжения всех типов арматуры диаметром от 5 до 22мм в диапазоне длин от 1.5 до 18 м.

Рис. 5.1. Общий вид прибора АП-23ПР

 

Прибор выполнен на основе микропроцессорной техники. Программное обеспечение прибора рассчитано для выполнения следующих операций:

- измерение периода свободных колебаний арматурных элементов;

- расчёт напряжений в арматуре по уточнённой формуле;

- ввод данных контролируемой арматуры (длина и диаметр);

- диагностирование прибора с помощью тестов.

Современным аналогом прибора АП-23ПР является измеритель напряжений в арматуре частотным методом по ГОСТ 22362 ЭИН-МГ4 (Рис. 5.2)

Рис. 5.2. Общий вид прибора ЭИН-МГ4

 

Прибор имеет функции автоматического выполнения технологических расчетов:

- заданного удлинения арматуры,

- длины арматурной заготовки,

- корректировки расстояния между анкерными головками (временными анкерами).

Для пользователей, производящих несколько типов предварительно напряженных железобетонных конструкций, предусмотрена возможность установки и запоминания пяти комбинаций исходных данных (расстояние между упорами форм, диаметр и класс арматуры, проектное напряжение в арматуре). Измеритель напряжений снабжен энергонезависимой памятью результатов измерений и эффективным двухкаскадным цифровым фильтром, обеспечивающим подавление электромагнитных помех и помех гармонического состава колебаний арматуры. В процессе измерений прибор автоматически производит несколько замеров частоты колебаний арматуры сравнивая их между собой, отбирает достоверное значение и преобразует его в механическое напряжение в соответствии с алгоритмом вычислений.

Метод поперечной оттяжки

В данном методе используется зависимость между продольным усилием N натяжения арматуры и сопротивлением ее поперечному отклонению внешней силой R (Рис. 5.3). Сопротивление Q арматуры ее отклонению состоит из двух частей:

(5.4)

где и - кинематическая и изгибная составляющие сопротивления оттяжке;

и - составляющие внешние силы, преодолевающие сопротивление оттяжке.

Рис. 5.3. Схема определения продольной силы методом поперечной оттяжки

 

Оттяжка может осуществляться на полной длине арматурных элементов или на их частях, отделяемых промежуточными опорными закреплениями. Такая схема может быть симметричной или несимметричной относительно середины базы оттяжки.

Изгибная составляющая сопротивления оттяжке арматуры не зависит от N и поэтому снижает чувствительность накладного динамометра. Она оказывает влияние на абсолютные значения показаний приборов, реализующих рассматриваемый метод.

Если жесткостью арматуры можно пренебречь и , сумма моментов внешних сил, действующих слева или справа от середины длины l относительно центра тяжести среднего сечения, будет иметь вид:

(5.5)

откуда

(5.6)

Величину усилия поперечной оттяжки Q и соответствующую ей величину перемещения стержня f определяют динамометрами, например, типа ПРДУ или ПИН-5.