大型悬吊杆应力测试试验

如今，人们对装修美观的要求越来越高，悬吊结构常用于大型装修工程。但这种悬吊结构往往体积较大、重量较重、结构复杂，对吊绳或吊杆的设置部位、强度和稳定性都有很高的要求。本文主要是基于某大型室内装修工程，采用应变电测法对吊杆进行应力测试，解决吊杆张力的数据采集和优化分配问题，提高悬吊结构的安全性，为现场施工提供可靠的数据参考。

结构说明

柱体采用多段圆木材拼接而成，中间三段接口处以斜接口拼接并用铜套环箍紧，每个铜套环上均铰接一根铜吊杆，吊杆再与屋顶承重结构铰接。每根吊杆中上部配有调节螺母，可以小范围调节吊杆长度。

该悬吊系统具有以下特点：1）跨度大，整段柱体总长近40m；2）施工时为分段吊装拼接完成的，吊杆长度仅调节成近似值，无法获知拉力大小；3）圆木段之间既非刚性也非铰支连接；4）木材本身不是均质体，所以重心位置不定，重量未知；5）这一悬吊系统下方又有多个悬吊物，对圆木的作用力F₁-F₈也是大小不等数值不明的。综合以上特点，对这一系统进行理论计算是非常困难的。为了实现对每根吊杆的张力进行检测和调节，结合施工现场状况，于是选择应变电测实验技术来解决相关问题。

试验仪器

仪器采用聚航科技生产的JHYC静态应变仪，软件式操作，应变值实时显示，实时保存，可自动生成报表。

实验方法

在每根吊杆调节螺丝以下部分的中间位置轴向各贴一片应变片，为了检验结果的可靠性，在3号正对面轴向贴一片对照片3’。将所有的6片应变片以公共温度补偿的半桥连接方式接入电阻应变仪。

操作步骤：1）先将接桥的6个通道调零；2）选择1号吊杆，用手动葫芦将1号吊杆铜箍提起至吊杆完全不受力，记录下1号应变片第一次应变示数；3）将1号应变片所在通道重新调零，缓慢释放手动葫芦负载，待稳定后记录下该应变片第二次应变示数；4）将两次示数取绝对值再求平均值，作为1号杆的实际应变值；5）依次选择2号-5号吊杆，重复步骤2）-4），得到每根吊杆的应变值。

由表1的数据结果可以看出，3号片与照片3’的应变值非常接近，误差仅为4.2%，因此可以认为该方法测得的数据是可靠的。

调节吊杆拉力时去掉对照数据3’，将另外5个结果取平均，得到平均值117με。然后将实际应变值与平均值差别最大的杆进行缩短或伸长调节，使调节后的应变值尽量靠近这一平均值，其调节过程中各吊杆的应变值变化见表2。

结果分析与讨论

经过检验发现，各吊杆的初始张力分布非常不均衡，最大张力是最小张力的2倍多，因此，有必要通过调节优化整体的张力分布。

第一次调节是将2号杆的应变值调成140με。这一次调节相当于重新分配了左边三根吊杆的张力值，而右边两根吊杆受到的影响很小。第二次调节是将4号吊杆的应变值调成110με。目的是要4号吊杆分担一部分3号吊杆的张力，但由于结构的不连续性，导致2号吊杆的张力值又略有增加。通过前两次调节，可以发现整个悬吊系统呈现左重右轻的状况。第三次调节再次降低了2号吊杆的张力，将其应变值降为120με。调整后，最大最小张力值比值由初始的2.13:1降为1.33:1，优化了张力分布，达到了预期的效果。

总结

该方案适用于结构复杂的简支悬挂系统，电阻应变片的频率响应可达0-10⁵Hz，因此可以采集动体信号进行相关的数据分析，检验悬吊系统的抗震性、抗风性等动态性能，进一步提高悬吊系统的可靠性。