Pomiary odkształceń

Pomiar odkształceń za pomocą niwelacji precyzyjnej

W sytuacji, kiedy odkształcenia mierzy się za pomocą niwelacji precyzyjnej, do punktów badanej konstrukcji należy podwiesić łatki niwelacyjne. Z kolei niwelator powinien znajdować się w okolicy badanego elementu (uprawnienia budowlane – egzamin). Odległość pomiędzy nim a elementem musi być taka, żeby możliwe było odczytanie z jednego stanowiska wszystkich łatek. Czujniki lub łatki niwelacyjne należy umieścić we wszystkich punktach charakterystycznych badanego elementu, w których należy zmierzyć ugięcie. Dodatkowo czujniki umieszczę się w pobliżu podpór. Dzięki temu można wziąć pod uwagę ugięcie samego elementu od osiadania podpór. W sytuacji, kiedy naprężenia mierzy się tensometrami mechanicznymi lub elektrycznooporowymi, to przed badaniem montuje się tensometry mechaniczne, a oporowe czujniki tensometryczne podłącza się do aparatury pomiarowej, którą umieszczono w wygodnym miejscu.

Wzrost obciążenia

Należy pamiętać o tym, że przykładanie sił albo nanoszenie balastu powinno płynnie rosnąć aż do momentu uzyskania wielkości oznaczonej. Wzrost obciążenia powinien odbywać się symetrycznie względem środka elementu. Zaburzenia w pomiarach mogą wystąpić na skutek jednostronnego przeciążenia.

Układając warstwy obciążników, należy stosować częste odstępy pionowe na całej wysokości warstwy. Dzięki temu można uniknąć przesklepianie się obciążenia. Dodatkowo nie będzie to przeszkadzało w swobodnym odkształcaniu się elementu podczas obciążenia. Powstałe przesklepienie podczas ugięcia się elementu zmienia schemat obciążenia ciągłego na skupiony.

Należy pamiętać o tym, że obciążenie zwiększa się stopniowo. Wykonuje się to etapami w granicach 20% całego obciążenia (egzamin ustny uprawnienia budowlane – pytania). Z kolei w przypadku badania elementu na rysoodporność stosuje się stopniowanie obciążenia po 10% przewidywanego obciążenia rysującego. Po zakończeniu obciążenia pośredniego stopnia należy stosować przerwy 10-minutowe. Przy obciążeniu do wartości niszczącej przerwy należy zwiększyć do 30 minut.

W przypadku badania elementu w maszynach probierczych lub za pomocą dźwigni ważne jest, żeby utrzymywać w przerwach stałość obciążenia. Ugięcia najczęściej mierzy się czujnikiem zegarowym. Posiada on dokładność 0,01 mm oraz zasięg 1 cm lub 5 cm.

Podczas odkształcania elementu na skutek przyłożonego obciążenia, element naciska iglicę czujnika, który znajduje się na statywie na półce stemplowania. Pomiar ugięć za pomocą niwelatora ma miejsce najczęściej w nawiązaniu do punktu stałego. Punkt ten nosi nazwę reper. W przypadku, kiedy stosuje się zwykły niwelator i łatkę z podziałką o dokładności 1 mm, to należy pamiętać o tym, że dokładność pomiarów wynosi 0,5 mm. Z kolei w przypadku badań, które nie wiążą się z koniecznością dokładności, pozwala się na stosowanie przyrządów dźwigniowych o konstrukcji drewnianej. Jest to możliwe w sytuacji, kiedy brakuje czujników zegarowych.  

Odrysowanie ugięć

Oprócz metody pomiaru ugięć elementu, można zastosować metodę odrysowania ugięć bezpośrednio na planszy. Plansza ta powinna być wykonana z kartonu w naturalnej wielkości (pytania na egzamin ustny do uprawnień).

Do środka elementu, który podlega badaniu, należy przymocować listewkę z ołówkiem, które ustawia się prostopadle do powierzchni planszy. Obok elementu do słupka lub statywu przymocowuje się planszę o wymiarach 20×30 cm. Planszę wykonuje się z kartonu, a na nim nakleja się papier milimetrowy. W przypadku odkształcenia się elementu ołówek wykreśla na papierze milimetrowym wykres, który odpowiada wielkościom przemieszczeń środka elementu, który się bada.

Jest to metoda, która polega na tym, że do elementu mocuje się specjalnie wykonaną stalową belkę pomiarową. Belkę tę należy zamocować po obu stronach danego elementu. Element i belkę należy ułożyć na podsypce, którą wykonuje się z piasku. Następnie należy go przesuwać kilkakrotnie w kierunku długości belki. Dzięki temu element leży na piasku całą powierzchnią boczną. W tym położeniu dokonujemy odczytu początkowego na czujniku umieszczonym w środku belki pomiarowej. Po tym podnosi się jeden z końców belki i opiera się go na podsuniętej podporze. W podobny sposób działa się z drugim końcem belki.

Po minimum 15 minutach można dokonać odczytu początkowego na czujniku, który znajduje się w środku belki pomiarowej. Wielkość ugięcia od ciężaru własnego elementu to różnica pomiędzt początkowym a końcowym odczytem. Naprężenia mierzy się wykorzystując do tego tensometry mechaniczne lub elektrooporowe (uprawnienia architektoniczne).