Измерение линейных размеров (длин, расстояний, высотных отметок, толщин)

Простейшими средствами, используемыми для измерения длин элементов и расстояний, являются рулетки. Они различаются по длине (от 1 до 50 м), материалу (стальные, матерчатые, из инварных материалов для исключения влияния температуры), цене деления шкалы (1мм, 1см, 2см). Как правило, точность измерений составляет 1-2 деления шкалы.

Для измерения больших длин и расстояний на автодорогах и больших мостах используется так называемое «мерное колесо» - прибор, отсчитывающий в процессе измерения число оборотов колеса определенного диаметра, проезжающего измеряемое расстояние (аналог курвиметра).

Измерения глубин водоемов производят с помощью лотов.

Толщины элементов измеряют с помощью линеек, рулеток, складных метров. Для более точного измерения небольших толщин (до 10см) целесообразно использовать штангенциркули. Особенно это относится к толщинам металлопроката, диаметрам арматуры, размерам метизов и т.п. С помощью штангенциркуля можно измерять как наружные, так и внутренние размеры полых изделий. Точность его достаточно высока – 0,1мм.

Толщины трещин измеряют щупами, или микроскопами Бринелля с нанесенной шкалой, имеющей цену деления от 10 до 100 мкм.

Во всех перечисленных случаях имеют место непосредственные измерения исследуемых величин.

Для определения высотных отметок применяются геодезические инструменты: нивелиры, теодолиты.

В настоящее время все шире применяются электронные дальномеры и тахеометры, в которых используется лазерная техника.

Измерения деформаций и напряжений

Механические приборы

Для измерения перемещений, например, прогибов пролетных строений мостов или деформаций контура водопропускных труб и обделок тоннелей, обычно применяют прогибомеры часового типа. Эти приборы имеют цену деления 0,1 мм, просты в установке и считывании результатов. Наиболее известны прогибомеры Максимова, Аистова.

Углы поворота элементов измеряют уровнями или инклинометрами.

Напряжения в конструктивных элементах от приращения нагрузки непосредственно измерить невозможно. Для их оценки используется известный закон Гука:

σ= Е ×ε, (6.1)

где σ – напряжение (кгс/см2 или МПа);

Е – модуль упругости материала в тех же единицах;

ε - относительная деформация на базе измерения.

Приборы для измерения напряжений – тензометры, устанавливаются на поверхность, на которой измеряются напряжения, на некоторой базе Б.

Относительная деформация ε определяется отношением , где Δ Б - изменение базы при загружении элемента дополнительной нагрузкой.

Таким образом, формула (6.1) может быть записана в виде:

, (6.2)

 

где Δ – отсчет по шкале тензометра;

М – масштаб (передаточное число) тензометра (для механических рычажных тензометров, как правило, М ≈1000).

База тензометра выбирается в зависимости от материала конструкции и ожидаемого напряжения. Для металла это, как правило, 20…100 мм, для бетона – 200…500 мм.