通常情況下，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變是隨著荷載的變化而變化的，為了了解結(jié)構(gòu)件在荷載作用下內(nèi)部應(yīng)力的分布情況，了解結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)及安全儲備，需要對結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行應(yīng)力測試，從而判斷設(shè)計(jì)是否合理，結(jié)構(gòu)是否安全。本文介紹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變測試。

應(yīng)力測試步驟

1. 構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度后，在各構(gòu)件需測試部位粘貼應(yīng)變片（鋼筋上的應(yīng)變片必須在澆筑混凝土前粘貼）。

2. 對需要測試的構(gòu)件施加設(shè)計(jì)荷載，測試構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力應(yīng)變隨荷載的變化而變化的情況。

3. 對比分析對稱部位的測試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

主要儀器和材料

1. 儀器：采用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀，測量結(jié)果精確、功能強(qiáng)大、軟件式操作。

2. 材料：3mm*2mm及3mm*80mm應(yīng)變片，502膠水，密封膠水，環(huán)氧樹脂，JCN-p膠，導(dǎo)線，紗布，膠帶，丙酮，砂皮，松香，焊錫，電池。

3. 工具：烙鐵，刮刀，鑷子，銼刀。

應(yīng)變片粘貼

1.儀器及輔助材料的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備相關(guān)儀器及材料，并將儀器按1/4橋接線并調(diào)試好。

2.鋼筋表面貼應(yīng)變片（2mm*3mm）；用銼刀將鋼筋表面挫平（比2mm*3mm范圍略大），并用砂皮磨光（45°方向），用丙酮清洗干凈，待干燥后，將應(yīng)變片（3mm*2mm規(guī)格）用502膠水粘貼在鋼筋表面，通過接線端子將導(dǎo)線與應(yīng)變片引出線相連，盡量使接線端子靠近應(yīng)變片，防止應(yīng)變片引出線與鋼筋碰到一起，然后用密封膠將應(yīng)變片與接頭部分封閉，待干燥后再用環(huán)氧樹脂包裹，并用紗布包裹，確保不滲水，最后用膠帶全部裹起來，最后用絕緣電阻表量測應(yīng)變片與鋼筋間的電阻，必須大于100MΩ，否則須重新粘貼。

3.將應(yīng)變片粘貼在混凝土表面；用砂皮將需要粘貼應(yīng)變片處磨平，并用丙酮清洗干凈，待干燥后用JCN-p膠刮平（越薄越好，以防氣泡影響測量效果），待固化后用502膠水將應(yīng)變片（3mm*18mm）貼在該處，通過接線端子將導(dǎo)線與應(yīng)變片引出線焊接起來，然后用密封膠將接頭處封閉，防止水分影響，再用絕緣電阻表量測應(yīng)變片與混凝土間的電阻，必須大于100MΩ，否則需重新粘貼。

4.施工現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作；根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖將已粘貼好應(yīng)變片的鋼筋綁扎并澆在結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)，將導(dǎo)線引出混凝土外，并將導(dǎo)線保護(hù)好，以免被損壞。

5.儀器的準(zhǔn)備及安裝；將儀器按1/4橋方式連接好，然后將導(dǎo)線與儀器用焊接方法連接，再把電腦與儀器連接好。

6.所有現(xiàn)場均需要進(jìn)行有效保護(hù)，以防潮濕天氣的影響。

測試注意事項(xiàng)

1. 必須選擇合適的粘貼劑，以確保其能傳遞應(yīng)力，確保在外力作用下，膠粘劑能準(zhǔn)確將應(yīng)力傳遞給應(yīng)變片，使兩者共同作用，從而提高測試的準(zhǔn)確性。

2. 必須做好鋼筋上應(yīng)變片的防水工作，避免混凝土澆筑時(shí)遭到水分侵蝕，從而降低應(yīng)變片與結(jié)構(gòu)件間的絕緣電阻，降低應(yīng)變片的靈敏度，影響測試結(jié)果。

3. 導(dǎo)線與應(yīng)變片引出線的連接應(yīng)采用接線端子，防止導(dǎo)線或應(yīng)變片引出線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件接觸，降低應(yīng)變片與結(jié)構(gòu)構(gòu)件間的絕緣電阻。

4. 接頭處應(yīng)進(jìn)行焊接，確保焊接質(zhì)量，不得虛焊。

5. 要確保每一道工藝施工前，基層必須是干燥的，不同的膠粘劑有不同的固化及干燥要求。

6. 構(gòu)件表面的處理應(yīng)平整、光潔，但有一定的粗糙度，鋼筋表面通常磨成45°方向斜線，而混凝土表面用環(huán)氧樹脂刮平，越薄越好，以墊平氣泡為止，待環(huán)氧樹脂固化后再用砂皮磨平。

應(yīng)力應(yīng)變測試

待混凝土達(dá)到28d強(qiáng)度后，即可對結(jié)構(gòu)分級施加設(shè)計(jì)荷載，在施加荷載的過程中進(jìn)行采樣，直至結(jié)束。應(yīng)變測試系統(tǒng)為自動采樣，采樣完成后，電腦輸出應(yīng)變值。

數(shù)據(jù)分析

測試完畢后，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析是最重要的一步，因?yàn)橹挥袛?shù)據(jù)才能反映真實(shí)情況，在分析過程中，應(yīng)對對稱部位進(jìn)行校核，以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；最后與設(shè)計(jì)荷載比較，確定設(shè)計(jì)是否合理。

實(shí)例分析

某工程屋面設(shè)計(jì)有兩根預(yù)應(yīng)力大梁，為了了解施加預(yù)應(yīng)力的過程中，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力變化情況，決定對屋面板內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行測試，測試方法見上，測試結(jié)果如下（選取六個(gè)點(diǎn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)，1-1點(diǎn)與1-2點(diǎn)對稱，1-3與1-4對稱，為板面上的點(diǎn)；1-5為附加鋼筋上的點(diǎn)；1-6為預(yù)應(yīng)力鋼絞線上的點(diǎn)；具體見圖1和表1）

由表1可以看出，1-1點(diǎn)與1-2點(diǎn)測試數(shù)據(jù)基本一致，1-3點(diǎn)與1-4點(diǎn)測試數(shù)據(jù)基本一致，則可以判斷測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

另外，1-1、1-2兩點(diǎn)最大應(yīng)變值分別為-3、-3均為負(fù)值，判斷1-1、1-2兩點(diǎn)處為受壓；1-3、1-4兩點(diǎn)最大應(yīng)變值分別為11、9為正值，判斷1-3、1-4兩點(diǎn)處為受拉；1-5點(diǎn)最大應(yīng)變值為17，該處鋼筋受拉，1-6點(diǎn)為預(yù)應(yīng)力筋上的點(diǎn)，直接受拉力作用，故其應(yīng)變值明顯大于其余點(diǎn)，這與預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)構(gòu)件的受力分析一致。

然后根據(jù)混凝土的曲σ-ε曲線查的1-1、1-3相應(yīng)的最大應(yīng)力值分別為0.11MPa和0.36MPa；鋼筋的最大應(yīng)力值為σ=3.4MPa；預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)的最大應(yīng)力為σ=482.11MPa；也就是說，在預(yù)應(yīng)力施加過程中，預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到482.11MPa時(shí)，1-1、1-3點(diǎn)處混凝土內(nèi)的應(yīng)力分別為0.11MPa及0.36MPa，附加鋼筋內(nèi)的應(yīng)力為3.4MPa。

以上僅為預(yù)應(yīng)力施加過程中施加力為某一值時(shí)的數(shù)據(jù)，同樣可以算出預(yù)應(yīng)力施加完畢后，拉力達(dá)到最大時(shí)各相應(yīng)點(diǎn)處的應(yīng)力值。

總結(jié)

通過測試，可以為以后的設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)；同時(shí)該方法可以用來檢查結(jié)構(gòu)的安全性，但必須做荷載試驗(yàn)，即在結(jié)構(gòu)上施加設(shè)計(jì)荷載，來測試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變與裂縫的關(guān)系，了解結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和強(qiáng)度儲備。