Кути нахилу елементів, що підлягають визначенню при лабораторне-ях в межах розрахункових навантажень, як правило, не великі. У більшості випадків доводиться враховувати частки градуса і хвилини, а при випробуваннях особливо жорстких залізобетонних конструкцій - і секунди. Прилади й при-пристосувань, що застосовуються для вимірювання таких малих кутів, повинні про-Лада високою чутливістю.
При завантаженні за межами розрахункових навантажень, і в особливо-сті при наближенні до стадії руйнування, кутові переміщення починаючи-ють різко зростати, і для визначення їх виявляються більш целесообраз-ни геодезичні методи і фотозйомка.
Нижче розглянемо основні типи клінометров і пристосувань для вимірювання малих кутових переміщень.
Спосіб жорсткого важеля
До спостерігається перетину кріпиться металева консоль (рис. 14). Лінійні переміщення двох точок консолі, обумовлені Накло-ном перетину, вимірюють за допомогою прогиномірів. Знаючи різницю переміщень-ний на базі В визначаємо кут нахилу а.
Мал. 14. Вимірювання кута нахилу за допомогою жорсткої консолі; 1 - випробовуваний елемент; 2 - жест-кая консоль: 3 - сполучна про-волока; 4 і 5 - прогиноміри; 6 - нерухомі опори для кріпл-ня прогиномірів; а1 і а2 - лінійні переміщення, через вимір прогиноміра
Клінометр з рівнем
Кінематична схема їх показана на рис. 15. Високочувстві-вальний рівень 2 наводиться в горизонтальне положення обертанням мікрометренного гвинта 3. Відлік беруться за шкалою барабана 4 мікрометренного гвинта. Різниця відліків при положеннях, показаних на рис. 2.19. а і б, дає значення шуканого кута а.
Мал. 15. Клінометри з рівнем: 1 - досліджувана конструкція; 2 - високоточний рівень. 3 - мікрометренний гвинт. 4 - барабан мікрометренного гвинта зі шкалою; 5 - шарнірна опора
Клінометри з схилом - маятником
Схема приладу показана на рис. 16. Схил 2 спирається при по-мощі призми 3 на опору, розташовану всередині корпусу 4 клінометра. Положення схилу фіксується мікрометренним гвинтом 5. Відлік беруть-ся за шкалою 6 барабана гвинта з ціною поділки в 5 ''. Різниця відліків, соот-відних положень рис. 16, а і б дає визначається кут нахилу.
Щоб уникнути зсуву схилу мікрометренним гвинтом контакт їх відзначається електросінгналом (при зіткненні вістря гвинта 5 з схилом 2 замикається слабкострумова електричний ланцюг).
Мал. 16. Клінометр з схилом-маятником: 1 - досліджувана конструкція; 2 - схил; 3 - опорна призма; 4 - корпус приладу; 5 - мікрометренний гвинт; 6 - барабан
Розглянутий прилад не вимагає зв'язку з будь-яким репером, що є (особливо при тривалих спостереженнях) серйозним пре-майном представленого клінометра в порівнянні з іншими.
До спостерігається точці прикріплюється невеличке дзеркальце (отсю-та й інша назва - «дзеркальний спосіб»). Дзеркало 1 (рис. 17) ориен тируется так щоб за допомогою зорової труби 2 (зазвичай, геодезично-го інструменту) міг бути зроблений відлік за шкалою 3 вимірювальної рейки, розташованої поруч з інструментом.
При зміні нахилу досліджуваного елемента на кут а зер-кальцій провертається разом з ним на той же кут, що супроводжується поворотом «оптичного важеля» СВ на кут 2 # 945 ;.
Знаючи відстань L між рейкою і дзеркальце і зміна а від-рахунків по рейці, знаходимо значення а зі співвідношення
Для полегшення орієнтування дзеркало шарнірно кріпиться до уста-новочной струбцине так, щоб воно могло провертатися навколо двох взаємно перпендикулярних осей I і II.
Застосування дзеркального способу особливо доцільно при спостереженні за віддаленими точками споруди, важко доступними під час випробування. Інша область застосування - спостереження за зміною кутів нахилу досить гнучких елементів (наприклад, на моделях), де виключним видом-Чена установка порівняно важких клінометров або кріплення консо-лей з прогиноміра.
Мал. 17. Схема вимірювання кутів нахилу за допомогою оптичного клінометра:
1 - дзеркало в положенні до деформації і 1 - після деформації; 2 - зорова
труба; 3 - шкала зорової рейки; а = АВ - різниця відліків по рейці до і після деформації
Тензометри застосовуються для вимірювання лінійних деформації поверхневих волокон елементів конструкцій при статичних випробу-пах.
Величина вимірюється тензометром деформацій може бути використана для обчислення приросту напруги за законом Гука при відомому значенні модуля пружності матеріалу або для визначення модуля пружності при відомому значенні напруги.
За конструктивною ознакою можна виділити чотири різновид-ності тензометрів: механічні, електричні, струнні, тензорезисторні.
Механічні тензометри представлені поруч типів різного конструктивного оформлення. Зупинимося дещо докладніше на одному найбільш поширеному важільному тензометра (Гугенбергера), схема-тично показаному на рис. 18.
Мал. 18. Кінематична схема важільного тензометра а - початкове положення;
6 - змішання важелів після деформації (показані пунктиром); 1 - випробовуваний елемент; 2 - вістря нерухомою і 4 - рухомий ніжок; 3 - нерухома і 5 - рухома ніжки; 6 - вісь обертання ніжки 5; 7 - передаточ-ний стерженек; 8-стрілка; 9-вісь обертання стрілки; 10-шкала; l-база тензо-метра
Як видно з малюнка, при деформації досліджуваного матеріалу кінець стрілки 8 тензометра переміщається уздовж шкали 10 з міліметрів-вимі поділами в нове положення з / (на схемі узятий випадок стиснення).
Збільшення k приладу визначитися при цьому зі співвідношення
де a, b, r, s- плечі важелів.
# 8710; - зміна відстані між точками обпирання 2 і 4.
Найчастіше тензометри даного типу випускаються з тисячекрат-ним збільшенням, що при базі l = 20 мм дає можливість оцінювати оп-чати деформацію до = 10-4. Є зразки даних тензометрів зі збільшенням і кілька тисяч разів і базою до 2 мм використовуваних при вимірах, наприклад, в зонах концентрації напружень.