通过观察组合框架控制截面处的位移和应变变化,可以定量地得到加载过程中结构或构件的变形与受力情况。位移与转角的测量采用位移计,应变测量采用电阻应变片,并均与TDS303静态应变仪相连,数据自动采集并保存。应变片的布置集中在梁端、柱脚与梁柱节点;位移计的布置分别测量框架梁和地梁的位移、梁柱相对转角以及柱子根部转角。
1)应变量测
梁端与柱脚的应变片布置见图13-4所示。框架在水平荷载作用下梁端弯矩较大,钢板容易首先发生局部屈曲与屈服。因此,在侧板顶部及底部集中布置横向应变片,考察梁端侧板应力变化及屈曲位置;在第一排螺栓和第二排螺栓中间位置处布置3个等间距横向应变片,考察截面中和轴变化;在加载端布置1对横向应变片,防止出现加载端板处局部压曲。柱顶贴少量应变片,柱脚在长边和短边集中布置竖向应变片,考察柱脚钢板应力变化及屈曲发展情况。
图13-4 梁端与柱脚应变片布置
此外,还在节点区粘贴应变花,应变花的方向为0°、45°、90°。在钢板表面视为平面应力状态的基础上,利用这三个方向的应变按公式(13-1)可计算出节点核心区钢板两个方向的主应变,从而了解节点区钢板受力特点[74]。节点区的应变花布置见图13-4所示。
2)位移量测
梁端中心线处设置一个大量程位移计,其用来测量框架顶部的绝对水平位移。同时,在地梁处设置一个小量程位移计,其用来测量框架柱基础的水平位移,具体布置见图13-5所示。
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图13-5 框架梁中心线与地梁的位移计布置
梁柱相对转角的测量:通过在梁、柱节点处设置两个位移计(图13-6(a)),根据公式(13-2)可以得出梁、柱的相对转角,式中变量x1、x2分别为位移计的实测值。
柱脚的转角测量:通过在柱脚节点处设置两个位移计(图13-6(b)),同样依据公式(13-2)可以得出柱脚的相对转角。
图13-6 梁、柱节点和柱脚处位移计布置
单榀组合框架上全部应变片与位移计的分布见图13-7所示。
图13-7 应变片与位移计分布
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