TY - BOOK
T1 - Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa
AU - Hyvönen, Tauno
PY - 1971
Y1 - 1971
N2 - 1. Tutkittaessa rakenteita kuormittamalla on rakenteissa
syntyvät muodonmuutokset ja jännitykset saatava
tarpeellisista kohdin määritetyiksi ja rekisteröidyiksi
myöhemmin tapahtuvaa analysointia varten. Näihin
tarkoituksiin on monenlaisia eri periaatteisiin
pohjautuvia menetelmiä.
Varsin yleisesti käytetään betonirakenteiden
kuormituksissa sekä laboratorio- että kenttäolosuhteissa
mekaanisia mittakelloja ja muodonmuutosmittareita. Nämä
ovatkin nopeita ja helppoja käyttää taipumia tai pieniä
siirtymiä mitattaessa.
Erittäin käyttäkelpoisen jännitysanalyysimenetelmän
tarjoaa jännitysoptiikka varsinkin kun tutkitaan
rakenteita pienoismalleja käyttäen. Menettely perustuu
ilmiöihin, joita esiintyy polaroidun valon kulkiessa
läpinäkyvässä, jännityksen alaisena optisesti
aktiiviseksi tulevassa aineessa. Menetelmää ei ole
toistaiseksi käytetty kovin paljon meidän oloissamme.
Jännitysoptiikalla voidaan päästä sopivilla
järjestelyillä kolmiulotteiseen jännitysanalyysiin.
Sähköiset mittausjärjestelmät muodostuvat periaatteessa
kolmesta yksiköstä. Nämä ovat anturi, joka muuttaa
mekaanisen ilmiön sähköiseksi. varsinainen mittauslaite
eli mittasilta ja jokin rekisteräintijärjestelmä. Kaksi
viimeksi mainittua voivat osittain yhtyäkin.
Erilaisista mekaanissähköisistä menetelmistä voidaan
mainita varsinkin pitkäaikaisessa rakenteiden
muodonmuutosten seuraamisessa käytettävä värähtelevän
langan periaatteella tapahtuva mittaus. Jännitetty lanka
värähtelee määrätyllä jaksoluvulla tietyn jännitystilan
vallitessa. Kun langan jännitys muuttuu langan seuratessa
rakenteen muodonmuutosta, muuttuu langan värähdysluku.
Muutos riippuu muodonmuutoksesta tietyn säännön
mukaisesti. Menetelmä on osoittautunut huolellisesti
työskenneltäessä luotettavaksi pitkäaikaisissakin
kuormituksissa, mitkä ovat yleensä luotettavuuden
kannalta vaikeimpia tapauksia. Menetelmä soveltuu lähinnä
pienehköjen muodonmuutosten, ei niinkään varsinaisten
siirrosten mittauksiin.
Siirrosten mittauksissa on käytettävissä induktiivisella
periaatteella toimivia laitteita. Laitteet perustuvat
siihen, että siirtymän tai muodonmuutoksen vaikutuksesta
anturin kelan sydän liikkuu ja muuttaa kelan
induktanssia. Muutos onmmitattavissa sähköisesti. Kun
induktanssin muutoksen ja liikkeen välinen riippuvuus
tunnetaan, on siirroksen suuruus määritettävissä.
Edellä esitettyjä menetelmiä yleisempi on
vastusvenymäliuskojen (straingauge) käyttö
muodonmuutosten mittauksissa. Varsinkin
metallirakenteiden kokeellisissa tutkimuksissa ovat
vastusvenymäliuskat saavuttaneet huomattavan käytön.
Näissä mittauksissa tarjoaa metalli aineena hyvän alustan
liuskojen kiinnittämiseen. Metallit ovat liuskan
mittoihin nähden hyvin tasa-aineisia. Siksi voidaan
käyttää hyvinkin pieniä liuskoja ja haluttu tieto saadaan
likipitäen pistemäisestä mittakohdasta. Jos kuormitusten
aiheuttamat jännitykset pysyvät metallin kimmoisalla
alueella, saadaan suoran liuskan ilmoittamasta venymästä
Hooken lain mukaan vaikuttava jännitys. Betonirakenteiden
mittauksissa aiheutuu betonin rakenteen vuoksi tiettyjä
vaikeuksia metallirakenteisiin verrattuna.
AB - 1. Tutkittaessa rakenteita kuormittamalla on rakenteissa
syntyvät muodonmuutokset ja jännitykset saatava
tarpeellisista kohdin määritetyiksi ja rekisteröidyiksi
myöhemmin tapahtuvaa analysointia varten. Näihin
tarkoituksiin on monenlaisia eri periaatteisiin
pohjautuvia menetelmiä.
Varsin yleisesti käytetään betonirakenteiden
kuormituksissa sekä laboratorio- että kenttäolosuhteissa
mekaanisia mittakelloja ja muodonmuutosmittareita. Nämä
ovatkin nopeita ja helppoja käyttää taipumia tai pieniä
siirtymiä mitattaessa.
Erittäin käyttäkelpoisen jännitysanalyysimenetelmän
tarjoaa jännitysoptiikka varsinkin kun tutkitaan
rakenteita pienoismalleja käyttäen. Menettely perustuu
ilmiöihin, joita esiintyy polaroidun valon kulkiessa
läpinäkyvässä, jännityksen alaisena optisesti
aktiiviseksi tulevassa aineessa. Menetelmää ei ole
toistaiseksi käytetty kovin paljon meidän oloissamme.
Jännitysoptiikalla voidaan päästä sopivilla
järjestelyillä kolmiulotteiseen jännitysanalyysiin.
Sähköiset mittausjärjestelmät muodostuvat periaatteessa
kolmesta yksiköstä. Nämä ovat anturi, joka muuttaa
mekaanisen ilmiön sähköiseksi. varsinainen mittauslaite
eli mittasilta ja jokin rekisteräintijärjestelmä. Kaksi
viimeksi mainittua voivat osittain yhtyäkin.
Erilaisista mekaanissähköisistä menetelmistä voidaan
mainita varsinkin pitkäaikaisessa rakenteiden
muodonmuutosten seuraamisessa käytettävä värähtelevän
langan periaatteella tapahtuva mittaus. Jännitetty lanka
värähtelee määrätyllä jaksoluvulla tietyn jännitystilan
vallitessa. Kun langan jännitys muuttuu langan seuratessa
rakenteen muodonmuutosta, muuttuu langan värähdysluku.
Muutos riippuu muodonmuutoksesta tietyn säännön
mukaisesti. Menetelmä on osoittautunut huolellisesti
työskenneltäessä luotettavaksi pitkäaikaisissakin
kuormituksissa, mitkä ovat yleensä luotettavuuden
kannalta vaikeimpia tapauksia. Menetelmä soveltuu lähinnä
pienehköjen muodonmuutosten, ei niinkään varsinaisten
siirrosten mittauksiin.
Siirrosten mittauksissa on käytettävissä induktiivisella
periaatteella toimivia laitteita. Laitteet perustuvat
siihen, että siirtymän tai muodonmuutoksen vaikutuksesta
anturin kelan sydän liikkuu ja muuttaa kelan
induktanssia. Muutos onmmitattavissa sähköisesti. Kun
induktanssin muutoksen ja liikkeen välinen riippuvuus
tunnetaan, on siirroksen suuruus määritettävissä.
Edellä esitettyjä menetelmiä yleisempi on
vastusvenymäliuskojen (straingauge) käyttö
muodonmuutosten mittauksissa. Varsinkin
metallirakenteiden kokeellisissa tutkimuksissa ovat
vastusvenymäliuskat saavuttaneet huomattavan käytön.
Näissä mittauksissa tarjoaa metalli aineena hyvän alustan
liuskojen kiinnittämiseen. Metallit ovat liuskan
mittoihin nähden hyvin tasa-aineisia. Siksi voidaan
käyttää hyvinkin pieniä liuskoja ja haluttu tieto saadaan
likipitäen pistemäisestä mittakohdasta. Jos kuormitusten
aiheuttamat jännitykset pysyvät metallin kimmoisalla
alueella, saadaan suoran liuskan ilmoittamasta venymästä
Hooken lain mukaan vaikuttava jännitys. Betonirakenteiden
mittauksissa aiheutuu betonin rakenteen vuoksi tiettyjä
vaikeuksia metallirakenteisiin verrattuna.
M3 - Report
T3 - Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto
BT - Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa
PB - VTT Technical Research Centre of Finland
CY - Espoo
ER -