基坑工程监测中钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法.pdf

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1、上海地质2010年第1期·46·ShanghaiGeology基坑工程监测中钢筋混凝土支撑轴力测试计算方法鲁智明和再良陈刚(1．上海市建设工程质量安全监督总站，上海，200032；2．上海勘测设计研究院，上海，200434)摘要混凝土支撑轴力监测是基坑监测中的重要内容。文中以钢弦式钢筋计为例介绍了支撑轴力计算的原理和方法，提出了考虑温度修正的支撑轴力计算公式，并给出了工程实例。关键词钢筋计钢弦应变温度轴力主力计来计算轴力，那么钢筋混凝土支撑轴力的计1引言算公式如下：在轨道交通工程深大基坑围护结构中，监测钢F盯sA

2、s+叮cAc筋混凝土支撑轴力的仪器有：钢弦式应变计，钢弦式或者是F=8sEsAs+￡cEcAc钢筋应力计，差阻式应变计及差阻式钢筋应力计，其式中IJ"、￡、E、A分别为钢筋应力、钢筋应变、中最常用的仪器是钢弦式钢筋应力计。在监测领钢筋弹模、支撑截面中钢筋总面积；域，不少研究人员错误地认为温度对钢弦式应力应叮、s、E、A分别为砼应力、砼应变、砼弹模、变仪器影响甚小，可以忽略不计。有的厂家给出的支撑截面上砼的面积温度补偿系数很小，有的甚至在钢筋应力计中根本这里假设钢筋与混凝土协同应形，即s：s，就不安装温度传感器，甚

3、至在某些规范和手册中的或者严格的说，几个钢筋计的平均应变(钢筋计埋计算公式中也没有温度补偿这一项。笔者认为钢弦设位置应正确)与混凝土的平均应变相等，那上式式钢筋计或应变计的温度影响是和差阻式仪器同等可写成下面形式：重要的，已有一些研究者阐述了这些问题[1][2]，F：8s(EsAs+EcAc)(1)有的国外厂家如Geokon、Rocktest也已给出了正确对于特定的支撑，公式中E、A。、E、A都是已的温度修正系数。但鉴于目前基础工程中，在支撑知的，轴力计算中的关键归结为求得s。轴力的计算公式中仍存在不少问题和混乱

4、，我们认钢筋计的钢弦是在某个初始应力下拉紧，设其为有必要介绍我们在监测实践中使用钢弦式钢筋应初始自振频率为fo，应力变化后的实测频率为f，则力计的计算公式并作出相应的分析。单根钢筋荷载值可通过下式确定：Fss=K(一)／looo2钢筋混凝土支撑轴力的计算方法式中F为单根钢筋轴力(kN)；2．1钢弦式钢筋计是将一定长度的钢弦两端K为钢筋计的率定系数[kN／(Hz／1000)]，固定，钢弦的自振频率因钢弦长度变化而不同，测定可通过率定得到：钢弦自振频率的变化可求得钢弦应变，钢弦自振频fm、fn分别为实测频率和初始频率

5、，那么钢筋受率与钢弦所受应力有以下关系式：荷载应变可由下式求得：{：v／~-／p／2LK(一io)8s—AEs—l000ss式中厂为钢弦自振频率；L为钢弦长度；收稿日期：2009～11—06P为钢弦材料的密度；作者简介：鲁智明(1964)，男，高级工程师，国家注册土木工程师，硕士研究生，为钢弦所受应力。主要从事岩土勘察、岩土设计、岩土监测和检测等质量监督及相关通常在钢筋混凝土支撑中布置2支或4支钢筋课题的研究。2010年第1期上海地质ShanghaiGeology·47·令K=K案是否定的。这是因为温度变化产生的

6、变形为非荷载变形。非荷载变形不会全部转换为应力，只有在非上式应为8=Kt一)／1000(2)荷载变形受到约束时才会产生应力。所以影响支撑(2)式是钢筋计中用荷载计算应变的公式，但轴力的温度修正系数不但与钢弦的热膨胀系数有除了荷载外，钢筋混凝土支撑受到温度也会产生应关，还和被测介质的热膨胀系数有关，文献对此变。在水工建筑领域中，对混凝土的非荷载变形有有较好的叙述，这里不再赘述。为了进一步阐明其原较多的研究，认为除荷载变形外，混凝土的变形还与理这里再举两个特例来说明。第一个特例是假定混温度、湿度、混凝土的徐变及自生变

7、形等因素有关，凝土支撑两端围护的刚度非常小，支撑没有新的荷是一个相当复杂的问题，有些文献已提出部分的实载作用，但温度升高时，混凝土将有1个at(是际资料和计算公式[3][4]，通常在水工建筑物中采昆凝土的热膨胀系数)的应变增量，且钢筋计外壳用埋设无应力计的方法解决，但考虑到基坑工程支由于受到混凝土的限制也有一个at的应变增量。撑断面较小而工程历时较短，支撑又直接暴露在大此时由于混凝土支撑并未受到限制，其轴力并未产气中，排水与通风条件较好，因此，可以认为支撑的生变化，但由于钢筋计内的钢弦是自由膨胀的，其应非荷载变形

8、主要受温度的影响。所以，应着重在温变应为at，钢弦与钢筋计壳体的应变差引起了钢度变化情况下，提出基于仪器特性的修正公式，这将弦频率变化，与这个频率变化相当的应变变化将等大大提高测试精度。于(一)at，它将被用来计算轴力。而此时轴力并由于钢筋混凝土支撑受荷载和温度的双重影无变化，因此必须在温度补偿项中加以扣除。第二个响，所以，用钢筋计测应变s的公式可写成：特例是假定支撑两端