钢筋应力计工艺说明.doc

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1、·钢筋应力计工艺说明一、说明在建筑工程的强震观测及建筑结构试验的长期测量中，钢筋应力、应变是了解力学性能的重要参量。强震观测及长期测量的着眼点是数据的长期稳定和可靠性，并能真实反映物理及力学状态的变化。在钢筋应力应变的长期测量中可以采用的方法和器材虽多，但目前适于房屋建筑结构的并不多，除振弦式钢筋应力计外，国内尚无比较可靠的方法。自接受强震观测及结构试验中钢筋应力、应变测量问题的任务以来，力求以应变片技术去解决这一问题。原因是，随着国内应变片电测技术应用水平和仪器生产技术的日益提高和普及，为钢筋应力长期测量创造了良好条件，多年来我们积累了一些应变式传感器

2、加工制造、工艺处理和使用的经验，有一定的技术基础。在国外（如美国和日本），由于应变式传感器技术过关，各种力学参量都有相应的传感器产品可供工程测量及试验选用，如日本“共和电业”（株）就有BF-A型钢筋应力传感器的系列产品，其规格和技术性能如下 型号BF-10ABF-13ABF-16ABF-19ABF-22A量程（公斤/厘米）24002400240024002400分辨率（公斤/厘米）0．80．80．80．80．8灵敏度（公斤/伏特）1．51．51．51．51．5非线性（%满量程）±2±2±2±2±2供桥电压（伏特）2~102~102~102~102~10输

3、入/输出阻抗（Ω）350350350350350工作温度范围（℃）-10~+60-10~+60-10~+60-10~+60-10~+60钢筋直径（毫米）12．715．919．122．225．4长度（毫米）700700700700700从产品广告说明和外观照片来看，BF-A型钢筋应力传感器就是用相当于我国二级钢筋经过应变片工艺处理的应力型传感器。由于制成了传感器，力学性能基本满足长观测的一般要求。我们研制生产的应变式钢筋计规格和技术指标是：型号：GYJ-16-35型规格16~35毫米应力2800~3000公斤/厘米分辨力0．8~1．2公斤/厘米非线性±2％

4、满量程温度对电桥零点影响﹤0﹒1％满量程/℃供桥电压2～5伏特输入／输出阻抗120欧姆工作温度范围-5℃～+50℃传感器长度0．5~0．7米二、钢筋应力计结构对钢筋应力计的结构，从工程实用性来看，力求结构简单、可靠、成本低、使用方便。从应力计结构设计要求：使传感体形状简单、易加工，应变片工艺处理简单，长期电气力学性能稳定。为此选用国产Ⅱ级或Ⅲ级钢筋，稍事加工处理即可。传感体采用圆柱形结构，表面经车加工，外用铝或钢保护罩,全传感器只有三种四个机械零件，如图1所示。传感体的直径设计，按最少影响钢筋应力角度出发选用：φd=k·ΦdDk——加工系数0．80~0．

5、95ΦD——传感体公称直径一般来说对于小于φ15的钢筋，取k=0．80，φ15~φ25，取k=0．85~0．90，φ25~φ35，取k=0．90~0．95加工长度L=4~5ΦD传感器的长度L选取值为0．5~0．7米长，细直径的短些，粗直径的长些。在这样长度下，工程实际运用时，即使用焊接（接触焊、电弧焊）方法和实测钢筋连接，也不会因热传导的温升，影响传感器的电气性能。保护罩的作用是为灌注环养树脂及保护应变片和引出线不受机机械损伤之用。研制时用硬鋁材料，成本高些，大量生产时可用薄壁铁管制成，经防腐处理即可。传感体的应力δ按2200~2400公斤/厘米2设计，

6、弹性模量取E—=2．0x106公斤/厘米2。钢筋的应变为由于应变电桥采用全桥，贴片方式用二片纵向应变片（工作片），二片横向片（补偿片）。传感器在仪器上的读出应变e读为e读=2（1+μ）eμ=泊桑比取值0．25=2(1+0．25)×1200=2700μe三、工艺处理1)    传感体时效处理为消除钢材轧制、机械加工引起的内应力和提高弹性体力学性能，将加工好的传感体放入烘箱内，在案180℃～200℃下时效处理6～8小时。时效处理后，用200～300号金相砂纸按45O方向交叉打磨，经清洗干净后保存，以备粘贴应变片之用。2)    应变片的处理和选择应变片采用材

7、3×5毫米规格的箔式应变片，基底是聚乙烯醇缩甲乙醛。购入的应变片按电阻值分选后放入烘箱在165℃～175℃固化处理4～6小时。这是因为，购入的应变计一般基底固化不充分、阻值不稳。经予固化处理后胶膜和阻值都稳定下来了。用10～40倍放大镜或显微镜选择应变片，去除栅丝不匀，焊点不良，外观不佳的应变片。用精度1/1000的电桥或数字欧姆表，选择应变片阻值，使每四片为一组的应变片阻值，最大差值不超过±0．05欧姆。选出的应变片按阻值编号，分组包装保存，以备贴片。3)    贴片及工艺处理塗底胶，传感体经加温40℃～50℃后，迅速用毛刷淋掛方法塗1～2层聚乙烯醇缩

8、甲乙醛底胶，在20℃～25℃室温下干燥半小时，确认胶膜均匀无气泡后，送入烘箱按以