Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa

Tauno Hyvönen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

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.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages22
Publication statusPublished - 1971
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto
Number10
ISSN0355-3442

Cite this

Hyvönen, T. (1971). Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto, No. 10
Hyvönen, Tauno. / Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1971. 22 p. (Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto; No. 10).
@book{85f3d63884844b2d92c4b4ee336592c0,
title = "Vastusvenym{\"a}liuskojen k{\"a}ytt{\"o} betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa",
abstract = "1. Tutkittaessa rakenteita kuormittamalla on rakenteissa syntyv{\"a}t muodonmuutokset ja j{\"a}nnitykset saatava tarpeellisista kohdin m{\"a}{\"a}ritetyiksi ja rekister{\"o}idyiksi my{\"o}hemmin tapahtuvaa analysointia varten. N{\"a}ihin tarkoituksiin on monenlaisia eri periaatteisiin pohjautuvia menetelmi{\"a}. Varsin yleisesti k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n betonirakenteiden kuormituksissa sek{\"a} laboratorio- ett{\"a} kentt{\"a}olosuhteissa mekaanisia mittakelloja ja muodonmuutosmittareita. N{\"a}m{\"a} ovatkin nopeita ja helppoja k{\"a}ytt{\"a}{\"a} taipumia tai pieni{\"a} siirtymi{\"a} mitattaessa. Eritt{\"a}in k{\"a}ytt{\"a}kelpoisen j{\"a}nnitysanalyysimenetelm{\"a}n tarjoaa j{\"a}nnitysoptiikka varsinkin kun tutkitaan rakenteita pienoismalleja k{\"a}ytt{\"a}en. Menettely perustuu ilmi{\"o}ihin, joita esiintyy polaroidun valon kulkiessa l{\"a}pin{\"a}kyv{\"a}ss{\"a}, j{\"a}nnityksen alaisena optisesti aktiiviseksi tulevassa aineessa. Menetelm{\"a}{\"a} ei ole toistaiseksi k{\"a}ytetty kovin paljon meid{\"a}n oloissamme. J{\"a}nnitysoptiikalla voidaan p{\"a}{\"a}st{\"a} sopivilla j{\"a}rjestelyill{\"a} kolmiulotteiseen j{\"a}nnitysanalyysiin. S{\"a}hk{\"o}iset mittausj{\"a}rjestelm{\"a}t muodostuvat periaatteessa kolmesta yksik{\"o}st{\"a}. N{\"a}m{\"a} ovat anturi, joka muuttaa mekaanisen ilmi{\"o}n s{\"a}hk{\"o}iseksi. varsinainen mittauslaite eli mittasilta ja jokin rekister{\"a}intij{\"a}rjestelm{\"a}. Kaksi viimeksi mainittua voivat osittain yhty{\"a}kin. Erilaisista mekaaniss{\"a}hk{\"o}isist{\"a} menetelmist{\"a} voidaan mainita varsinkin pitk{\"a}aikaisessa rakenteiden muodonmuutosten seuraamisessa k{\"a}ytett{\"a}v{\"a} v{\"a}r{\"a}htelev{\"a}n langan periaatteella tapahtuva mittaus. J{\"a}nnitetty lanka v{\"a}r{\"a}htelee m{\"a}{\"a}r{\"a}tyll{\"a} jaksoluvulla tietyn j{\"a}nnitystilan vallitessa. Kun langan j{\"a}nnitys muuttuu langan seuratessa rakenteen muodonmuutosta, muuttuu langan v{\"a}r{\"a}hdysluku. Muutos riippuu muodonmuutoksesta tietyn s{\"a}{\"a}nn{\"o}n mukaisesti. Menetelm{\"a} on osoittautunut huolellisesti ty{\"o}skennelt{\"a}ess{\"a} luotettavaksi pitk{\"a}aikaisissakin kuormituksissa, mitk{\"a} ovat yleens{\"a} luotettavuuden kannalta vaikeimpia tapauksia. Menetelm{\"a} soveltuu l{\"a}hinn{\"a} pienehk{\"o}jen muodonmuutosten, ei niink{\"a}{\"a}n varsinaisten siirrosten mittauksiin. Siirrosten mittauksissa on k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} induktiivisella periaatteella toimivia laitteita. Laitteet perustuvat siihen, ett{\"a} siirtym{\"a}n tai muodonmuutoksen vaikutuksesta anturin kelan syd{\"a}n liikkuu ja muuttaa kelan induktanssia. Muutos onmmitattavissa s{\"a}hk{\"o}isesti. Kun induktanssin muutoksen ja liikkeen v{\"a}linen riippuvuus tunnetaan, on siirroksen suuruus m{\"a}{\"a}ritett{\"a}viss{\"a}. Edell{\"a} esitettyj{\"a} menetelmi{\"a} yleisempi on vastusvenym{\"a}liuskojen (straingauge) k{\"a}ytt{\"o} muodonmuutosten mittauksissa. Varsinkin metallirakenteiden kokeellisissa tutkimuksissa ovat vastusvenym{\"a}liuskat saavuttaneet huomattavan k{\"a}yt{\"o}n. N{\"a}iss{\"a} mittauksissa tarjoaa metalli aineena hyv{\"a}n alustan liuskojen kiinnitt{\"a}miseen. Metallit ovat liuskan mittoihin n{\"a}hden hyvin tasa-aineisia. Siksi voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} hyvinkin pieni{\"a} liuskoja ja haluttu tieto saadaan likipit{\"a}en pistem{\"a}isest{\"a} mittakohdasta. Jos kuormitusten aiheuttamat j{\"a}nnitykset pysyv{\"a}t metallin kimmoisalla alueella, saadaan suoran liuskan ilmoittamasta venym{\"a}st{\"a} Hooken lain mukaan vaikuttava j{\"a}nnitys. Betonirakenteiden mittauksissa aiheutuu betonin rakenteen vuoksi tiettyj{\"a} vaikeuksia metallirakenteisiin verrattuna.",
author = "Tauno Hyv{\"o}nen",
year = "1971",
language = "Finnish",
series = "Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "10",
address = "Finland",

}

Hyvönen, T 1971, Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa. Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto, no. 10, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa. / Hyvönen, Tauno.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1971. 22 p. (Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto; No. 10).

Research output: Book/ReportReport

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 -

Hyvönen T. Vastusvenymäliuskojen käyttö betonirakenteiden muodonmuutoksen mittauksissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1971. 22 p. (Valtion teknillinen tutkimuslaitos: Betoniteknillinen laboratorio. Tiedonanto; No. 10).