盲孔法测量钢结构工作应力试验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4期广东土木与建筑NoA2帅6年4月GUANGDONGARCHIIECTURECIVILENGINEERINGAPR2006盲孔法测量钢结构工作应力试验研究曾宏1盛国赛1谢晓锋1魏庆晨1杨春2李建文2(1、广东省建筑科学研究院广州510500；2、华南理工大学广州510640)摘要：盲孔法作为钢结构应力测试的新方法，理论上是可行的，但因工程构件种类多、受力复杂且受周边环境的影响，故其实践运用尚少，文中根据工程实际特点，通过试验研究探索该法实际操作中的一些影响因素，

2、并对基本计算公式的参数进行修正，供工程检测人员参考。关键词：盲孔法；钢结构；应力测试；试验研究盲孔法作为测量钢结构残余应力的新方法f1]，1．2试验装置和加载方法经多年研究其理论已基本完善[2]，实践中运用的测试验在华南理工大学工程结构试验中心进行。量方法也日渐成熟，测量工具的研发也有了较大成为便于操作。专门设计了能适用于多种受力构件的果．现已有许多成熟的成套产品用于钢结构残余应自平衡反力架(如图2)，加载时用1个YQ-5O型油力的实际测量。根据盲孔法的基本原理]，该法用压千斤顶正位加荷。于钢结构既有建筑的工作应

3、力测量。理论上是可行的．而在实际操作中应如何利用已有的计算方法、公式、具体操作方法，考虑哪些因素影响，应考虑钢结构工作应力状态和特点进行修正和调整，因此本文在试验的基础上。对盲孔法用于钢结构工作应力测量进行探讨，总结出一些计算修正方法和结论，供工程检测人员参考。(a)工字钢受压柱(b)工字钢梁图2构件加载照片1试验概况及方法1．3量测内容和方法盲孔法主要量测钻孔前后测点附近应变的释放1．1试件设计量，应变片分布如图3，内圈4个应变片为标距3mm、本试验是在钢结构构件表面上钻盲孔来检测钢阻值1201"~的测量应变片

4、。格栅中心与钻孔中心相距结构构件上某点的表面工作应力，通过试验来掌握3mm，外围3个应变片为标距5mm、阻值1201"~的标该法的适用情况及影响参数．为工程实际检测提供定应变片。指导，同时了解钻孔后孔周围应变的释放情况，弄清试验中应变值由DH3815N静态数据采集仪自不同受力状态和不同表面应力分布情况下的钻孔释动记录，其中加载过程中的应变值在每次加载完成放规律。根据试验目的共取2组试件，试件A为I20a的2min后进行记录，钻孔后的应变值从钻孔完成的轴心受压钢柱，长500mm；试件B为I22a简支钢梁，3min后

5、开始记录，每隔3min记录一次，直至前后两长1．0m。如图1所示。次的应变差值在~51~6。(a)试件A(b)试件B图1试件尺寸示意图48维普资讯http://www.cqvip.com2伽6年4月第4期曾宏等：盲孔法测量钢结构工作应力试验研究APR20o6No．4试验的关键在于保证钻孔的准确性。包括钻孔测点应力绝对值<100MPa时。标定系数A、B的值相的中点位置、直径和深度等。因此专门购置了郑州产对较稳定。这与盲孔法的弹性理论解是一致的。钻孔的ZDL—II型钻孔机(如图4)，它是检测残余应力的后利用平均系数计

6、算的测量应力与构件中实际的工专门装置。通过4个水平调节表1无应力情况下钻孔的试验结果《柱)螺母及3个竖向调节螺母可灵活准确地进行三维调整。2试验结果及分析2．1工字钢柱(1)无应力情况下的钻孔试验表1列出了工字钢轴心受压柱腹板测点钻孔(d=3mm。h=3mm)时的试验数据。是在构件上预先钻孔后加载获得的。其目的是与有应力情况下的钻孔测量数据进行比较。研究钻孔加工应变对试验的影响。表2有应力情况下钻孔的试验结果《柱)试验过程中在试件上按2个主应力方向分别贴上电阻应变片(片基为3mm)。表中1方向和3方向的应变分别为

7、两个主方向测出的应变。原应力为实测构件中的工作应力。系数A、B为按GB3395—92规定的标定试验公式计算的标定系数。实测应力为按表中的A、系数计算的应力值。可见按照标定试验的步骤所测出的应力与构件中原应力之间的误差很小。特别是在加载应力>0-,／2(。为材料的屈服强度)时误差几乎为0。在加载应力<0-,／2时，随着加载应力的增大。按弹性阶段的标定系数计算的测量应力的误差逐渐增大。这与盲孔法测量焊接残余应力的理论及各学者所做的标定试验的结论一致。(2)有应力情况下的钻孔试验实际工程中钢结构构件应力检测一般在构件受

8、力后进行。表2列出了工字钢轴心受压柱腹板测点钻孔(d=3mm。h=3mm)时的试验数据。从表2中可以看出。当钻孔前注)按ZDI—ZD7平均系数计算的应力。49维普资讯http://www.cqvip.com2006年4月第4期广东土木与建筑AIIR2Oo6No．4作应力较接近，误差较小。基本不需修正即可用于工论公式计算测量应力，需从测量应变中扣除加工应程实际；但当钻孔前测