CN103630084B - 混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，包括以下步骤：浇筑一混凝土框架结构，在所述混凝土框架结构拆模时测量其初始长度L₀及初始温度T₀；间隔一预定时间，测量所述混凝土框架结构的实际长度L_实际及实际温度T_实际；计算所述混凝土框架结构的实际长度变化量ΔL_实际=L_实际‑L₀，及实际温度变化量ΔT=T_实际‑T₀；计算所述混凝土框架结构理想状态下的温度变形值ΔL_温度=L₀×ΔT×α，α为混凝土框架结构的混凝土材料的热膨胀系数；计算混凝土框架结构受到下层框架结构或底板约束而产生的整体收缩约束变形ΔL_约束=ΔL_温度‑ΔL_实际。该方法可以有效指导混凝土框架裂缝控制。

Description

混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法

技术领域

本发明涉及一种工程建筑领域，尤其涉及一种混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法。

背景技术

混凝土框架浇筑后由于季节温差作用，会引起混凝土框架发生整体的膨胀或收缩的变形。并且混凝土框架的膨胀或收缩会受到底板或底层构架的约束，不能完全自由发生，且由于混凝土的徐变松弛作用、微裂缝发展作用，使得混凝土框架所受约束程度的大小，很难通过理论计算获得。更进一步地，混凝土框架还可能由于季节温差作用，引起的整体约束膨胀与收缩变形也难以通过理论计算获得。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，通过测量出混凝土框架实际发生的季节温差变形与框架内部温度，得到混凝土框架整体约束变形，从而可利用整体约束变形，反推出底板或下层框架对新浇筑框架的约束作用力，指导混凝土框架裂缝控制。

为了解决上述问题及其它问题，本发明提供了一种混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，包括以下步骤：

浇筑一混凝土框架结构，在所述混凝土框架结构拆模时，于所述混凝土框架结构的外部选取相同高度的两个测量点，用以测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀，并于所述混凝土框架结构内部埋设温度传感器，用以测量所述混凝土框架结构的初始温度T₀；

在混凝土框架结构浇筑后的一年时间内，每间隔一预定时间，测量所述混凝土框架结构的实际长度L_实际及实际温度T_实际；

计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化的实际长度变化量ΔL_实际＝L_实际-L₀及实际温度变化量ΔT＝T_实际-T₀；

计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化在理想状态下的温度变形值ΔL_温度＝L₀×ΔT×α，其中α为所述混凝土框架结构的混凝土材料的热膨胀系数；

计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化并受到底层架构或底板约束而产生的整体约束变形ΔL_约束＝ΔL_温度-ΔL_实际。

本发明进一步的改进在于，测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土框架结构拆模时在所述混凝土框架结构选取相同高度的两个测量点，在其中一个测量点处架设一激光测距仪而在另一个测量点处架设一挡板；

当所述混凝土框架结构拆模时，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回至所述激光测距仪，从而测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀；

鉴于所述激光测距仪与所述挡板在不同温度情形下随所述混凝土框架结构的变形发生位移，间隔预定时间之后，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回至所述激光测距仪，从而测量所述混凝土框架结构的实际长度L_实际。

本发明进一步的改进在于，测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土框架结构拆模时在所述混凝土框架结构选取相同高度的两个测量点，在其中一个测量点处架设一测量盒而在另一个测量点处架设一挡板，所述测量盒包括用于放置激光测距仪的复数个安装槽，各个所述安装槽之间互相平行；

当所述混凝土框架结构拆模时，依次将激光测距仪设置于不同的安装槽中分别测量各个安装槽到所述挡板的距离L_0i，其中，i为安装槽的编号，将所有的L_0i取平均值可求得所述混凝土框架结构的初始长度L₀；

鉴于所述测量盒与所述挡板在不同温度情形下随所述混凝土框架结构的变形发生位移，经过预定时间之后，依次将激光测距仪设置于不同的安装槽中而分别测量各个安装槽到所述挡板的距离L_实际i，其中，i为安装槽的编号，将所有的L_实际i取平均值可求得所述混凝土框架结构的实际长度L_实际。

本发明进一步的改进在于，测量所述混凝土框架结构的初始温度T₀及实际温度T_实际进一步包括：

于所述混凝土框架结构浇筑前的钢筋结构中设置复数个温度传感器；

当所述混凝土框架结构浇注完成并且拆模时，利用无线自动测温仪检测读取各个所述温度传感器所测量的温度值，将温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土框架结构的初始温度T₀；间隔一预定时间，利用无线自动测温仪再次检测读取各个所述温度传感器测量的温度值，将温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土框架结构的实际温度T_实际。

本发明进一步的改进在于，所述温度传感器的数量为四个，这四个所述温度传感器分别预埋于混凝土框架结构厚度的二分之一处、四分之一处、八分之一处以及混凝土框架结构表面下方2厘米处。

本发明进一步的改进在于，所述预定时间为半个月、一个月或两个月。

本发明进一步的改进在于，在混凝土框架结构中选择两柱侧面高于梁顶处作为所述两个测量点；在所述两个测量点分别预埋一钢板，用以在混凝土框架结构拆模后，将测量盒与挡板焊接于所述钢板以设置于所述二测量点；所述测量盒包括用于放置激光测距仪的复数个安装槽，各个所述安装槽之间互相平行；焊接时把激光测距仪放入测量盒内并打开激光测距仪，在激光能照射到对面的挡板上时，把测量盒与预埋钢板焊牢；在混凝土框架结构拆模后立即将激光测距仪放入测量盒的两个不同的安装槽中，并且使用激光测距仪测量不同安装槽到挡板的距离，以测量所述测量盒所在测量点至挡板所在测量点的长度平均值。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：利用激光测距仪实际测量出混凝土框架结构由于温度变化产生的整体收缩约束变形ΔL_实际；利用温度传感器得到混凝土框架结构的实际温度变化量ΔT，通过计算得到混凝土框架结构由于温度变化产生的整体理论位移变化ΔL_温度，从而反推出底层框架结构或底板对混凝土框架结构的约束作用ΔL_约束，指导混凝土框架结构裂缝控制。

附图说明

图1是本发明混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法的一种实施例的示意图。

图2是本发明混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法的测量盒的示意图；

图3是本发明混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法的温度传感器的安装示意图；

图4是本发明混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法中混凝土框架结构在温度改变前后的对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参阅图1至图4所示，本发明公开了一种混凝土框架结构10季节温差作用下整体约束变形测量方法，主要利用了激光测距仪11及挡板12、温度传感器13及读取温度传感器13测量值的无线自动测温仪14以及测量盒15测量混凝土框架结构10在受到底层结构或底板的约束而下由于温度变化所产生的约束变形的方法，其方法主要包括以下步骤：

S1：浇筑一混凝土框架结构10，在所述混凝土框架结构拆模时测量其初始长度L₀及初始温度T₀；

S2：在混凝土框架结构10浇筑后的一年时间内，每间隔一预定时间，利用S1中的方法测量所述混凝土框架结构的实际长度L_实际及实际温度T_实际；

S3：计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化的实际长度变化量ΔL_实际＝L_实际-L₀及实际温度变化量ΔT＝T_实际-T₀；

S4：计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化在理想状态下的温度变形值ΔL_温度＝L₀×ΔT×α，其中α为所述混凝土框架结构的混凝土材料的热膨胀系数；

S5：计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化并受到底层架构或底板约束而产生的整体约束变形ΔL_约束＝ΔL_温度-ΔL_实际。

如图1所示，在本实施例中，测量初始长度L₀以及L_实际采用的是激光测距方式。具体地：选取好激光测距仪11，激光测距仪11的测距为200m，精度为0.01mm，激光测距仪11通过电池供电，所述电池可以是干电池或蓄电池。在利用激光测距仪11进行测量时，由激光测距仪11向挡板12射出一束激光，该激光通过挡板12反射回至激光测距仪11，激光测距仪11通过测量激光从射出激光测距仪11到反射回至激光测距仪11的时间来计算激光测距仪11到挡板12的距离。

如图1和图2所示，为了提高测量精度，本实施例中激光测距仪11架设于测量盒15中，测量盒15使用钢板加工用以放置激光测距仪11的，测量盒15长20cm、宽16cm、高6cm，用五块大小合适的钢板加工成底板、三块侧板与端板，然后焊接而成，测量盒15分为二个安装槽，每个安装槽都可以放置激光测距仪11，每次测量时，把激光测距仪11依序放置于测量盒15的一个安装槽中(或者将两个激光测距仪11分别放置于测量盒15的两个安装槽中)进行测量，将测得数据取平均值，将平均值作为从测量盒到挡板之间的距离，测量盒见图2。

如图1所示，测量盒15制作完成后在混凝土框架结构10中选择间距在100m以内的两柱，作为测量混凝土框架结构10变形的测量点，在两柱侧面高于梁顶1m高位置，分别预埋一块钢板，混凝土框架结构10拆模后立即在两个预埋钢板上分别焊接测量盒15与挡板12(镀锌钢板)；焊接时把激光测距仪11放入测量盒15内并打开激光测距仪11，在激光能照射到对面的挡板12上时，把测量盒15与预埋钢板焊牢。

如图1所示，在混凝土框架结构10拆模后立即将激光测距仪11放入测量盒15的两个不同的安装槽中，并且使用激光测距仪11测量不同安装槽到挡板12的距离，然后将不同安装槽中测得数据的L₀₁、L₀₂取平均值作为测量测量盒15到挡板12间的距离，并将该距离作为混凝土框架结构10的初始长度L₀。

如图1和图3所示，在本实施例中，测量初始温度T₀及T_实际采用的是无线测温方式，包括：选取好无线自动测温仪14，无线自动测温仪14能间隔预定时间自动读取埋设在混凝土框架结构10内的温度传感器13的测量结果。由上可知，温度传感器13是埋设在混凝土框架结构10内的，具体地：在混凝土框架浇筑前，在梁高度中部沿梁厚度埋设4个温度传感器13，一个在梁厚的中部，一个在梁厚的1/4位置，一个在梁厚的1/8位置，一个在模板16下方2cm，以4个温度传感器13测得的平均温度作为混凝土框架结构10的温度。这种将多个温度传感器13埋设于混凝土框架结构10内部不同深度的做法可以避免日照，气温突变等因素对温度测量值带来的影响。

在混凝土框架结构10拆模时混凝土框架结构10如图4虚线部分所示，此时混凝土框架结构10还没有发生变形。当季节温度变化时，混凝土框架结构10的长度随温度的变化发生变化，于此同时测量盒15以及挡板12的位置随混凝土框架结构10的变形发生位移，变形后的混凝土框架结构10如图4中实线部分所示。此时测量盒15到挡板12的距离发生变化。

如图1和图4所示，混凝土框架结构10拆模后每隔预定时间测量一次测量盒15到挡板12间的距离，作为相应时刻混凝土框架结构10的长度L_实际，其中预定时间可选为半个月、一个月或者两个月。L_实际的测量方法和L₀的测量方法相同，每次测量时首先将激光测距仪11放入测量盒15的两个不同的安装槽中，并且使用激光测距仪11测量不同安装槽到挡板12的距离，然后将不同安装槽中测得数据的L_实际1、L_实际2取平均值作为测量测量盒15到挡板12间的距离，并将该距离作为混凝土框架结构10的实际长度L_实际。

如图1和图3所示，每次测量混凝土框架结构10长度变化的同时，使用无线自动测温仪14测量预埋于混凝土框架结构10内部的温度传感器13的测量值，将这四个温度传感器13的测量值的平均值作为混凝土框架结构10的温度。

如图4所示，在每次测量混凝土框架结构10的实际长度L_实际以及实际温度T_实际之后对相关数据进行处理：计算出每次混凝土框架结构10温度T_实际相对于首次测量混凝土框架结构10的温度T₀的变化值ΔT＝T_实际-T₀；计算混凝土框架结构10由于季节温度变化，在理想状况下、没有受到底板或底层框架约束时，时由于温度应产生的混凝土框架结构10的长度变化值ΔL_温度＝L₀×ΔT×α，其中α为混凝土的热膨胀系数；计算出混凝土框架结构10由于季节温差而发生的实际长度变化量ΔL_实际＝L_实际-L₀；最后计算出混凝土框架结构10由于季节温差产生变形，并受到底板或下层框架约束而产生的纵向整体约束变形为：ΔL_约束＝ΔL_温度-ΔL_实际。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：利用激光测距仪实际测量出混凝土框架结构由于温度变化产生的整体收缩约束变形△L_实际；利用温度传感器得到混凝土框架结构的实际温度变化量△T，通过计算得到混凝土框架结构由于温度变化产生的整体理论位移变化△L_温度，从而反推出底层框架结构或底板对混凝土框架结构的约束作用△L_约束，指导混凝土框架结构裂缝控制。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

浇筑一混凝土框架结构，在所述混凝土框架结构拆模时，于所述混凝土框架结构的外部选取相同高度的两个测量点，用以测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀，并于所述混凝土框架结构内部埋设温度传感器，用以测量所述混凝土框架结构的初始温度T₀；

在混凝土框架结构浇筑后的一年时间内，每间隔一预定时间，测量所述混凝土框架结构的实际长度L_实际及实际温度T_实际；

计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化的实际长度变化量ΔL_实际＝L_实际-L₀及实际温度变化量ΔT＝T_实际-T₀；

计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化在理想状态下的温度变形值ΔL_温度＝L₀×ΔT×α，其中α为所述混凝土框架结构的混凝土材料的热膨胀系数；

计算所述混凝土框架结构由于季节温度变化并受到底层架构或底板约束而产生的整体约束变形ΔL_约束＝ΔL_温度-ΔL_实际。

2.如权利要求1所述的混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，其特征在于，测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土框架结构拆模时在所述混凝土框架结构选取相同高度的两个测量点，在其中一个测量点处架设一激光测距仪而在另一个测量点处架设一挡板；

当所述混凝土框架结构拆模时，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回至所述激光测距仪，从而测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀；

鉴于所述激光测距仪与所述挡板在不同温度情形下随所述混凝土框架结构的变形发生位移，间隔预定时间之后，利用所述激光测距仪发射一激光，该激光经所述挡板反射回至所述激光测距仪，从而测量所述混凝土框架结构的实际长度L_实际。

3.如权利要求1所述的混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，其特征在于，测量所述混凝土框架结构的初始长度L₀及实际长度L_实际进一步包括：

于所述混凝土框架结构拆模时在所述混凝土框架结构选取相同高度的两个测量点，在其中一个测量点处架设一测量盒而在另一个测量点处架设一挡板，所述测量盒包括用于放置激光测距仪的复数个安装槽，各个所述安装槽之间互相平行；

当所述混凝土框架结构拆模时，依次将激光测距仪设置于不同的安装槽中分别测量各个安装槽到所述挡板的距离L_0i，其中，i为安装槽的编号，将所有的L_0i取平均值可求得所述混凝土框架结构的初始长度L₀；

鉴于所述测量盒与所述挡板在不同温度情形下随所述混凝土框架结构的变形发生位移，经过预定时间之后，依次将激光测距仪设置于不同的安装槽中而分别测量各个安装槽到所述挡板的距离L_实际i，其中，i为安装槽的编号，将所有的L_实际i取平均值可求得所述混凝土框架结构的实际长度L_实际。

4.如权利要求1或2或3所述的混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，其特征在于，测量所述混凝土框架结构的初始温度T₀及实际温度T_实际进一步包括：

于所述混凝土框架结构浇筑前的钢筋结构中设置复数个温度传感器；

当所述混凝土框架结构浇注完成并且拆模时，利用无线自动测温仪检测读取各个所述温度传感器所测量的温度值，将温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土框架结构的初始温度T₀；间隔一预定时间，利用无线自动测温仪再次检测读取各个所述温度传感器测量的温度值，将温度传感器测得温度值的平均值作为所述混凝土框架结构的实际温度T_实际。

5.如权利要求4所述的混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，其特征在于，所述温度传感器的数量为四个，这四个所述温度传感器分别预埋于混凝土框架结构厚度的二分之一处、四分之一处、八分之一处以及混凝土框架结构表面下方2厘米处。

6.如权利要求1或2或3所述的混凝土框架结构季节温差作用下整体约束变形测量方法，其特征在于，所述预定时间为半个月、一个月或两个月。