如今，人們對(duì)裝修美觀的要求越來越高，懸吊結(jié)構(gòu)常用于大型裝修工程。但這種懸吊結(jié)構(gòu)往往體積較大、重量較重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)吊繩或吊桿的設(shè)置部位、強(qiáng)度和穩(wěn)定性都有很高的要求。本文主要是基于某大型室內(nèi)裝修工程，采用應(yīng)變電測(cè)法對(duì)吊桿進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，解決吊桿張力的數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化分配問題，提高懸吊結(jié)構(gòu)的安全性，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供可靠的數(shù)據(jù)參考。
結(jié)構(gòu)說明
柱體采用多段圓木材拼接而成，中間三段接口處以斜接口拼接并用銅套環(huán)箍緊，每個(gè)銅套環(huán)上均鉸接一根銅吊桿，吊桿再與屋頂承重結(jié)構(gòu)鉸接。每根吊桿中上部配有調(diào)節(jié)螺母，可以小范圍調(diào)節(jié)吊桿長度。
該懸吊系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1）跨度大，整段柱體總長近40m；2）施工時(shí)為分段吊裝拼接完成的，吊桿長度僅調(diào)節(jié)成近似值，無法獲知拉力大??；3）圓木段之間既非剛性也非鉸支連接；4）木材本身不是均質(zhì)體，所以重心位置不定，重量未知；5）這一懸吊系統(tǒng)下方又有多個(gè)懸吊物，對(duì)圓木的作用力F1-F8也是大小不等數(shù)值不明的。綜合以上特點(diǎn)，對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行理論計(jì)算是非常困難的。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)每根吊桿的張力進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)節(jié)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)狀況，于是選擇應(yīng)變電測(cè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)來解決相關(guān)問題。
試驗(yàn)儀器
儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀，軟件式操作，應(yīng)變值實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)保存，可自動(dòng)生成報(bào)表。
實(shí)驗(yàn)方法
在每根吊桿調(diào)節(jié)螺絲以下部分的中間位置軸向各貼一片應(yīng)變片，為了檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性，在3號(hào)正對(duì)面軸向貼一片對(duì)照片3’。將所有的6片應(yīng)變片以公共溫度補(bǔ)償?shù)陌霕蜻B接方式接入電阻應(yīng)變儀。
操作步驟：1）先將接橋的6個(gè)通道調(diào)零；2）選擇1號(hào)吊桿，用手動(dòng)葫蘆將1號(hào)吊桿銅箍提起至吊桿完全不受力，記錄下1號(hào)應(yīng)變片第一次應(yīng)變示數(shù)；3）將1號(hào)應(yīng)變片所在通道重新調(diào)零，緩慢釋放手動(dòng)葫蘆負(fù)載，待穩(wěn)定后記錄下該應(yīng)變片第二次應(yīng)變示數(shù)；4）將兩次示數(shù)取絕對(duì)值再求平均值，作為1號(hào)桿的實(shí)際應(yīng)變值；5）依次選擇2號(hào)-5號(hào)吊桿，重復(fù)步驟2）-4），得到每根吊桿的應(yīng)變值。
由表1的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，3號(hào)片與照片3’的應(yīng)變值非常接近，誤差僅為4.2%，因此可以認(rèn)為該方法測(cè)得的數(shù)據(jù)是可靠的。
調(diào)節(jié)吊桿拉力時(shí)去掉對(duì)照數(shù)據(jù)3’，將另外5個(gè)結(jié)果取平均，得到平均值117με。然后將實(shí)際應(yīng)變值與平均值差別最大的桿進(jìn)行縮短或伸長調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)后的應(yīng)變值盡量靠近這一平均值，其調(diào)節(jié)過程中各吊桿的應(yīng)變值變化見表2。
結(jié)果分析與討論
經(jīng)過檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各吊桿的初始張力分布非常不均衡，最大張力是最小張力的2倍多，因此，有必要通過調(diào)節(jié)優(yōu)化整體的張力分布。
第一次調(diào)節(jié)是將2號(hào)桿的應(yīng)變值調(diào)成140με。這一次調(diào)節(jié)相當(dāng)于重新分配了左邊三根吊桿的張力值，而右邊兩根吊桿受到的影響很小。第二次調(diào)節(jié)是將4號(hào)吊桿的應(yīng)變值調(diào)成110με。目的是要4號(hào)吊桿分擔(dān)一部分3號(hào)吊桿的張力，但由于結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性，導(dǎo)致2號(hào)吊桿的張力值又略有增加。通過前兩次調(diào)節(jié)，可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)懸吊系統(tǒng)呈現(xiàn)左重右輕的狀況。第三次調(diào)節(jié)再次降低了2號(hào)吊桿的張力，將其應(yīng)變值降為120με。調(diào)整后，最大最小張力值比值由初始的2.13:1降為1.33:1，優(yōu)化了張力分布，達(dá)到了預(yù)期的效果。
總結(jié)
該方案適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的簡支懸掛系統(tǒng)，電阻應(yīng)變片的頻率響應(yīng)可達(dá)0-105Hz，因此可以采集動(dòng)體信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，檢驗(yàn)懸吊系統(tǒng)的抗震性、抗風(fēng)性等動(dòng)態(tài)性能，進(jìn)一步提高懸吊系統(tǒng)的可靠性。
