Thí nghiệm và thiết bị đo trong kỹ thuật dân dụng

**Thí nghiệm công trình là một lĩnh vực của nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định và đánh giá khả năng làm việc thực tế của vật liệu và kết cấu công trình xây dựng để kiểm tra so sánh với kết quả tính toán (lí thuyết). Thí nghiệm công trình bao gồm các thí nghiệm, thử nghiệm được thực hiện trên các mẫu thử vật liệu, cấu kiện và kết cấu công trình tuân theo một qui trình được xác lập bởi các mục tiêu của đề tài nghiên cứu, hay của các tiêu chuẩn, qui phạm hiện hành.*Thí nghiệm công trình là lĩnh vực nghiên cứu giải các bài toán phân tích trạng thái ứng suất biến dạng của các kết cấu bằng thực nghiệmÝ nghĩa của thí nghiệm trong kỹ thuật dân dụngCác bài toán thực tế đôi khi rất phức tạp: hình dạng kết cấu, điều kiện biên, điều kiện đầu, tính chất của vật liệuThí nghiệmGiả thiếtPhương pháp tính toánThí nghiệm kiểm tra(kiểm định)*Dùng phương pháp giải tích để tìm ra kết quả dưới dạng một biểu thức giải tích đôi khi rất khó khăn, thậm chí có trường hợp không thể thực hiện đượcTrên cơ sở hàng loạt những kết quả thí nghiệm, ta sử dụng công cụ toán học (xác suất thống kê) có thể tìm ra những công thức tính toán công trình dưới dạng những biểu thức thuận lợi cho tính toán thiết kế (đường hồi qui)*Trong giai đoạn đầu thiết kế có thể dùng thực nghiệm tiến hành thực hiện nhiều phương án, từ đó chọn được phương án tối ưuTrong quá trình nghiên cứu, thiết kế các công trình xây dựng, đặc biệt khi nghiên cứu, áp dụng các loại vật liệu mới, kết cấu mới, những công trình đặc biệt, cần thiết tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm để kiểm tra các kết quả tính toán, so sánh, đánh giá sự làm việc thực tế của vật liệu và kết cấu công trình so với các giả thiết đã đặt ra.*Đối với các công trình đã và đang khai các sử dụng, khi có nhu cầu cần sửa chữa, cải tạo hay nâng cấp, bước đầu tiên cần thực hiện chính là tiến hành thực nghiệm và kiểm định công trình.Kiểm định công trình xây dựng là hoạt động khảo sát, kiểm tra, đo đạc, thử nghiệm, định lượng một hay nhiều tính chất của vật liệu, sản phẩm hoặc kết cấu công trình. Trên cơ sở đó, căn cứ vào mục tiêu kiểm định, tiến hành phân tích, so sánh, tổng hợp, đánh giá và rút ra những kết luận về công trình theo quy định của thiết kế và tiêu chuẩn xây dựng hiện hành được áp dụng*Để phân tích, đánh giá và so sánh khả năng làm việc của vật liệu và kết cấu công trình, công tác thực nghiệm và kiểm định không thể tách rời khỏi kiến thức của các ngành khoa học liên quan như Sức bền vật liệu, Cơ học kết cấu, Vật liệu xây dựng, Kết cấu bê tông cốt thép và gạch đá, Kết cấu thép - gỗ, Công nghệ và kỹ thuật thi công v.v...*Chia thí nghiệm thành 2 loại: thí nghiệm vật liệu và thí nghiệm công trìnhThí nghiệm vật liệu là những thí nghiệm chủ yếu nhằm mục đích xác định các đặc trưng cơ lý của vật liệu, khả năng chịu lực và các dạng phá hỏng của vật liệu trong các trạng thái ứng suất khác nhau, ví dụ thí nghiệm kéo, nén, uốn, xoắn... Thí nghiệm công trình là những thí nghiệm nhằm mục đích kiểm tra các kết quả tính toán, kiểm tra khả năng làm việc của công trình hay các chi tiết máy, kiểm định công trình và chẩn đoán hư hỏng... *Thí nghiệm vật liệu có thể được tiến hành trên các mẫu thí nghiệm chế tạo từ các vật liệu thực của công trình (thí nghiệm phá hoại) hoặc thí nghiệm ngay trên các cấu kiện của công trình thực (thí nghiệm không phá hoại). Các mẫu thí nghiệm được chế tạo theo những quy định của nhà nước. TN phá hoại: TN kéo nén mẫu thép, gang nhằm xđ RK, RN TN kéo nén mẫu bê tông nhằm xđ cường độ TN các mẫu đất nhằm xđ thành phần hạt, dung trọng, độ ẩm, độ chặt, độ dẻo, hệ số thấm*TN không phá hoại: thường được thực hiện ngay trên công trình thực, có thể sử dụng các thiết bị: - Súng bắn nảy: xđ cường độ bê tông - Máy siêu âm: xđ cường độ bê tông, các khuyết tật trong các kết cấu bê tông, trong cọc khoan nhồi, bề dày các cấu kiện, xác định các cốt thép trong kết cấu BTCT - Máy đo độ chặt của đất dùng phóng xạ - Búa tạo sóng: xđ cường độ của bê tông, môđun đàn hồi**Nhận xét:PP TN phá hoại thường cho kết quả tin cậy hơn. Kết quả phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật thực nghiệm: độ chính xác của thiết bị, tuân theo các quy trình TN (kích thước mẫu, tốc độ gia tải)Nếu đáp ứng được các y/c về chuẩn (calibration), pp TN không phá hoại cũng có thể cho kết quả tin cậyTùy vào loại vật liệu (VL cứng, VL mềm), người làm TN cần lựa chọn pp thích hợp để thu được kết quả mong muốn.Thí nghiệm công trình: tiến hành ngay trên các cấu kiện của công trình thực (thí nghiệm mô hình 1:1) hoặc trên các mô hình tương tự Tỉ lệ về kích thước, đặc trưng cơ lý của vật liệu, tỉ lệ về tải trọng tác dụng lên mô hình, các điều kiện biên, các điều kiện ban đầu ... phải được qui định theo định luật tương tự.Mục đích:Kiểm tra KQ tính toán lý thuyếtKiểm tra khả năng làm việc của công trìnhXác định tình trạng thực của k/c và chẩn đoán hư hỏng của công trình*Một trong những vấn đề cơ bản của việc nghiên cứu bằng thực nghiệm là việc đo biến dạng và chuyển vị của mẫu thí nghiệmĐể xác định ứng suất trong công trình hoặc trong mô hình thường thông qua việc đo biến dạng, rồi trên cơ sở của định luật Hooke mà tìm ra ứng suất. **Các pt cơ bản của lý thuyết đàn hồi – mối liên hệ giữa các đại lượng cơ học Trong các TN công trình thường phải xác định 2 đại lượng cơ bản: ứng suất và chuyển vị PT vật lý (Định luật Hooke)PT hình học CauchyPT cân bằng NavierNgoại lựcNội lực (ứng suất)Chuyển vịBiến dạng1.3.1. Trạng thái ứng suất của vật thể tại một điểmGiới hạn ở trường hợp TTƯS phẳng (bài toán phẳng). Ứng suất trên mặt cắt nghiêng*Ứng suất chính và phương chính*1.3.2. Trạng thái biến dạng tại một điểmMối liên hệ giữa biến dạng và chuyển vịBiến dạng trên mặt nghiêng u và v *1.3.3. Mối liên hệ giữa ứng suất và biến dạng *1.3.4. Xác định ứng suất chính khi biết phương chính - Dùng hoa điện trở vuông góc. Các tấm điện trở được dán vuông góc với nhau và dán theo các phương chính (phương 1 và phương 2). Các biến dạng đo được này chính là các biến dạng chính. Từ các biến dạng chính, nhờ định luật Hooke ta xác định được các ứng suất chính max, min:*1.3.5. Xác định ứng suất chính khi chưa biết phương chính *1.3.4. Xác định ứng suất chính khi chưa biết phương chính *1.3.4. Xác định ứng suất chính khi chưa biết phương chính *1.3.4. Xác định ứng suất chính khi chưa biết phương chính **1.4.1. Công tác chuẩn bị:Chuẩn bị dụng cụ máy móc cần thiếtChuẩn bị nguyên VL cần thiết: dây điện, mỏ hàn, giấy ráp, đattric, các loại sơn đánh dấu, giấy bút và các văn phòng phẩm khácChuẩn bị cán bộ TN, cán bộ bảo vệ, người phục vụ...Chuẩn bị hiện trường bố trí TN: các vị trí đo, chỗ đặt thiết bị máy móc, phương tiện đi lại, chỗ ăn ở cho cán bộ thí nghiệm*1.4.2. Công tác khảo sát thực địa (mục đích):Sơ đồ làm việc của k/c hoặc cấu kiện cần n/cThu thập các kích thước hình học của k/cKiểm tra chất lượng của VL, nếu có nghi ngờ phải xác định lại các đặc trưng cơ lýKiểm tra các mối nối, chất lượng đường hànKiểm tra các khuyết tậtKiểm tra và đánh dấu các vết nứt đối với các công trình bê tông, công trình đất để theo dõi sự phát triển của vết nứt theo thời gian*Kiểm tra những chỗ có sự tập trung ứng suất, những cấu kiện chịu nén, cấu kiện chịu ứng suất thay đổi theo thời gian (mỏi)Xác định các vị trí TN kiểm tra: chỗ cần đo US, chuyển vị, gia tốc..Xác định các vị trí đặt máy móc thiết bịĐề xuất phương án bảo vệ trong quá trình TN (mưa, gió, tải trọng, nổ)*1.4.3. Công việc sau thí nghiệm Xử lý số liệu:Chọn phương pháp xử lýLoại bỏ các số liệu không tin cậyChọn phương pháp đưa ra kết quả: có rất nhiều cách đưa ra kết quả, song cần chọn cách thích hợp để thể hiện đầy đủ mục đích n/c*5 nhóm thiết bị đo1. Đo chuyển vị thẳng thường dùng các thước đo độ dài như thước cặp, panme, đồng hồ đo chuyển vị, các đầu đo dịch chuyển cảm biến2. Đo độ giãn dài, biến dạng tương đối của các thớ vật liệu: phổ biến là các loại tenzomet cơ học, quang học điện cảm, điện trở3. Đo lực và áp suất: thông dụng là các loại lực kế lò xo, lực kế cảm biến hoặc các loại đồng hồ đo áp lực chất lỏng, chất khí4. Đo xoay, biến dạng góc của các phần tử, các liên kết trong kết cấu5. Đo trượt và biến dạng trượt tương đối giữa các thớ vật liệu, các phần tử kết cấu ghép.*Với mỗi tham số khảo sát của đối tượng nghiên cứu sẽ có những phương pháp và thiết bị đo phù hợp, thoả mãn được các yêu cầu và độ nhạy cảm và độ chính xác.Nhóm thiết bị đo lực và áp suất nhằm xác định giá trị của tải trọng tác dụng khi tiến hành thí nghiệm, còn các nhóm khác đều phục vụ cho mục đích chủ yếu trong nghiên cứu công trình là xác định trạng thái ứng suất - biến dạngTrước khi tiến hành thí nghiệm, cần căn cứ vào các đặc trưng của đối tượng nghiên cứu, tính chất của tham số cần đo và yêu cầu về độ chính xác của nó để chọn các dụng cụ và thiết bị đo thích hợp.*2.2.1. Đo chuyển vị theo nguyên lý cơ họcVõng kế (đồng hồ đo chuyển vị lớn)- Đĩa quay không hạn chế khoảng đo, nên có thể đo độ võng của kết cấu nhịp lớn, độ lún của cọc móng, - Dây thép có đường kính  0,2  0,3mm.- Quả nặng m = 1  3kg.- Giá trị 1 vạch trên mặt đồng hồ: 1 = 1/Kv = 0,1mm.- Có độ nhạy và độ chính xác cao.**Chuyển vị kế - indicator cơ học (đồng hồ đo chuyển vị bé)- Đồng hồ đo thông dụng có các giá trị vạch đo là 0,01; 0,02; 0,001, và 0,002 mm.- Khoảng chuyển vị lớn nhất đo được của đồng hồ thường bị khống chế bởi giá trị của vạch đo. Cụ thể:- Với loại đồng hồ 0,01 và 0,02 có khoảng đo từ 10 đến 50 mm.- Với loại đồng hồ 0,001 và 0,002 có khoảng đo từ 5 đến 10 mm.*Chuyển vị kế - indicator cơ học (đồng hồ đo chuyển vị bé)*Muốn đo chuyển vị tại một điểm nào đó của k/c, ta dùng bộ gá lắp để đặt đầu của trục 1 tiếp xúc với điểm đó. Bộ gá được kẹp chặt vào vỏ 2 và được đặt trên 1 vị trí cố định (không bị chuyển vị). Khi mẫu bị chuyển vị thì đầu của trục 1 cũng dịch chuyển theo. Hiệu số đọc được trên đồng hồ khi mẫu đã chuyển vị và khi chưa chuyển vị cho ta trị số chuyển vị của mẫu. Các chuyển vị kế kiểu này thường có độ chính xác tới 0,01 mm (bách phân kế) hoặc 0,001 mm (thiên phân kế)*.**Ưu điểm:Đơn giản, dễ sử dụngCho kết quả tin cậyÍt chịu ảnh hưởng của môi trường bên ngoàiNhược điểm:Độ nhạy không caoCần phải có điểm cố định để đặt bộ giá lắp (có thể tạo điểm cố định giả trong 1 số trường hợp)Mỗi chuyển vị kế chỉ đo được chuyển vị tại 1 điểmChuyển vị kế cơ học chỉ có thể sử dụng để đo chuyển vị tĩnh .2.2.2. Đo chuyển vị theo nguyên lý điệnChuyển vị kế điệnChuyển vị kế điện tử (Digital indicator)- Bên trong lắp một cầu đo nên độ khuếch đại cao hơn nhiều và có quán tính nhỏ có thể dùng để đo được cả chuyển vị động với tần số không lớn lắm. - Có chức năng như chuyển vị kế loại cơ học và chuyển vị kế động. Thiết bị có độ nhạy cao, có thể đạt đến 0,01m. Khoảng đo thường nhỏ hơn ±25mm**Muốn đo chuyển vị tĩnh thì có thể sử dụng chuyển vị kế tĩnh hoặc chuyển vị kế động và đọc trực tiếp trên đồng hồMuốn đo chuyển vị động với tần số không lớn lắm thì có thể sử dụng loại chuyển vị kế động và thiết bị đo biến dạng động**Đo chuyển vị của dầm chịu uốn*Máy đo biến dạng động2.3.1. Đo biến dạng theo nguyên lý cơ họcTenxomet cơ học (tenxomet đòn bẩy) Đo biến dạng từng điểm rời rạc, được dùng khi khảo sát trạng thái biến dạng tĩnh và kết cấu công trình Có cấu tạo đơn giản, độ chính xác cao và ổn định trong quá trình đo Hệ số khuếch đại K=1000 Sai số đọc lớn nhất  2,5.10-6 Giá trị một vạch đo: 1 = 1/K = 0,001 mm = 1 m**Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, trọng lượng không lớn, độ chính xác caoNhược điểm: Vật liệu dòn, các chi tiết dễ hỏng.Liên kết các bộ phận chuyển động và liên kết bản lề dễ bị xộc xệch khi tháo lắp.Không đo được biến dạng động.Không sử dụng được ngoài trời mưa nắngPhương pháp gá lắp tenxomet đòn Trục của Tenzomet phải trùng với phương biến dạngBề mặt vật liệu ở vị trí tenxomet phải phẳng, nhẵn và đủ cứng để các lưỡi dao không bị trượt khi vật liệu kết cấu biến dạng*Comparator (đi-mếch):Chỉ cần một Comparator có thể đo biến dạng tại nhiều vị trí khác nhau trên công trình, nhiều lần ở nhiều thời điểm khác nhau (đo biến dạng theo thời gian). Kết quả đo không phụ thuộc vào kĩ thuật gá lắp dụng cụ. Do mở rộng được chuẩn đo nên độ nhậy tăng. Dụng cụ này có quán tính lớn nên chỉ đo được biến dạng tĩnh.*2.3.2. Đo biến dạng theo nguyên lý điện – Tenxomet cảm biến điện trởLà phương pháp đo biến dạng dài được dùng phổ biến hiện nayƯu điểm:Độ chính xác cao1 máy đo có thể đo biến dạng tại nhiều vị trí trên công trìnhĐo biến dạng theo nhiều phương khác nhau tại cùng một điểm → có thể xác định được giá trị, phương của ứng suất chínhĐo biến dạng gây ra do tải trọng tĩnh, động, xung*Đo biến dạng ở khoảng cách xa vị trí đặt máy đo, ở những vị trí kín không thể quan sát được (trong lòng cấu kiện bêtông, kết cấu chìm ngập dưới nước, trong lòng công trình đất ...)Có thể sử dụng tấm điện trở để chế tạo thành các đầu chuyển đổi để đo nhiều các đại lượng cơ học khác.Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng rất nhiều của môi trường ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, từ trường, ... nên cần có biện pháp kĩ thuật xử lí thích hợp mới cho được kết quả tin cậy.Các bộ phận chính: Máy đo biến dạng và đầu đo (cảm biến điện trở)**Chiều dài được gọi là chuẩn đo (Base). Điện trở của đattric thường có giá trị là 120, 350, 600 đến 1000, sai số ±0,25%. Chuẩn đo thường là 5, 10, 20, 50mmĐộ tuyến tính (Linearity):0,1% nếu biến dạng đến 4.000mst.1,0% nếu biến dạng đến 10.000mst.Biến dạng phá hủy: 20.000 – 25.000mst.Ảnh hưởng của nhiệt độ: Base của đattric l =2-200 mmHệ số nhạy của đattric (Gauge factor) K = 1 + 2μ*Máy đo biến dạngR2R3R4R1DABCiHình 2.11. Các máy đo biến dạng tĩnh*Đáy*Máy đo biến dạng độngSơ đồ nguyên lý Bộ chỉ thị có thể là đồng hồ chỉ thị (Indicator), có thể là màn hình (Display), có thể là máy in (Printer), có thể là máy ghi (Recorder), có thể là máy hiện sóng (Oscillograph) Bộ khuếch đại (Amplier) có thể là bộ khuếch đại tĩnh , động*Đo biến dạng tại nhiều điểm Cầu đo không chỉ là một cầu Wheatstone đơn giản mà còn thêm một bộ chuyển điểm đo (hộp đấu dây, Switching Box)R1R2R3R4DABCi***1. Chọn Đattric: Phải có độ nhạy cao với biến dạng tĩnh và động. Trị số min có thể phát hiện được 10-6Base phải thích hợp với trường hợp đo cụ thể, tùy thuộc vào sự thay đổi của biến dạng (strain gradient)US biến đổi nhanh: chọn Đattric có base nhỏUS biến đổi chậm: chọn Đattric có base lớn*Khối lượng và độ cứng của Đattric đủ nhỏ để không ảnh hưởng đến sự làm việc của cấu kiện cần đo. Cần chú ý đặc biệt khi đo biến dạng của các cấu kiện rất mảnh, các cấu kiện làm bằng các VL có môđun đàn hồi nhỏ: chất dẻo, cao suVD: đo E, µ của nền đất yếu trên mô hình chất dẻoDải đo phải rộng đáp ứng các yêu cầu của bài toánĐo biến dạng đàn hồi: 0,5 – 0,7%Đo cấu kiện có biến dạng lớn: 10 – 12%Chất liệu làm Đattric: dây điện trở, vỏ bọc, keo dán*2. Một số giải pháp kỹ thuật khi đoLoại bỏ ảnh hưởng của sự biến đổi nhiệt độ môi trường.Khi đo thông thường ta tiến hành trong thời gian dài, đo nhiều điểm nên trong quá trình đo, nhiệt độ làm việc của từng Đattric luôn thay đổi ở từng thời điểm, ảnh hưởng rất lớn tới kết quả đo. Vì vậy phải có giải pháp xử lý khử biến dạng do sự thay đổi nhiệt độ gây ra. Muốn thế phải sử dụng Đattric bù nhiệt độ (Dummy).*R2-DummyR1-ActiveR4R3DABCi*Cầu cân bằng phải thỏa mãn đẳng thức: R1R4 = R2R3 (*)R1, R2 cùng có hệ số thay đổi nhiệt độ như nhau. Trong quá trình đo ta phải đảm bảo cho 2 Đattric này luôn trong cùng chế độ nhiệt. Giả sử khi nhiệt độ thay đổi ∆t thì cả R1, R2 đều thay đổi R1 sẽ biến đổi thành R1 + ∆R1 R2 sẽ biến đổi thành R2 + ∆R2Vì 2 Đattric này có cùng hệ số thay đổi nhiệt độ và cùng chịu tác động của ∆t như nhau nên ∆R1 = ∆R2 . Sự thay đổi này không phá vỡ dấu của đẳng thức (*), cầu vẫn cân bằng, do đó sự thay đổi của biến dạng do nhiệt độ gây ra sẽ không được chỉ thị trên đồng hồ của máy đo. VD: đo US khi hạ chìm xiphông, đo US thanh kéo cửa van Đập Đáy * *Độ ẩm của môi trường, từ trường, điện trường của môi trường xung quanh cũng ảnh hưởng lớn tới kết quả đo. Các Đattric khi dán vào vị trí đo cần có giải pháp chống ẩmDây nối từ Đattric vào máy đo cũng ảnh hưởng tới kết quả đo. Nói chung nên chọn các dây nối có điện trở nhỏ, tốt nhất dùng dây bọc kim. Dây nối cần được giữ cố định, ít bị xê dịch và không được kéo căng trong quá trình đo.Khi cần đo ƯS tại những điểm bên trong công trình: trong công trình bê tông, công trình đất cần sử dụng các loại Đattric đặc biệt được chống ẩm cẩn thận, còn dây dẫn phải được luồn trong ống Plastic để đưa lên vị trí đặt máy, đồng thời phải có các Đattric bù nhiệt luôn cùng chế độ nhiệt với Đattric đo*Hộp cứngChất chống nướcỐng giữ cápĐattricDây dẫn*Nâng cao độ nhạy khi đoĐể nâng cao độ chính xác ta có thể áp dụng một số sơ đồ đo như sau:Sơ đồ 1: sơ đồ 1/4 cầu (The Quarter Bridge) Cầu có R1 = R2 = R3 = R4 = R Khi đo:R1-ActiveR4R3R2DABCiEI2I1*Nh­ng v× MÆt kh¸c *Sơ đồ 2: sơ đồ bán cầu(The Half Bridge)R1-ActiveR4R3DABCiEI2I1R2-Active*Bằng cách chứng minh tương tự như trên ta được:  Nếu cùng điện áp U thì U1/2 = 2U1/4, nghĩa là số đọc biến dạng trên đồng hồ trong sơ đồ bán cầu đã tăng 2 lần. Độ nhạy trong trường hợp này tăng 2 lần. R2R1P*Trường hợp dùng sơ đồ bán cầu như hình vẽ. Nếu mẫu (Specimen) bằng thép có thì:    Độ nhạy tăng 1,3 lần so với trường hợp 1/4 cầuR1R2PP*c) Sơ đồ 3: sơ đồ toàn cầu (The Full Bridge)         CM tt ta được Độ nhạy tăng 2,6 lần so với 1/4 cầu  R1-ActiveR2-ActiveBiDACEI2I1R3-ActiveR4-ActivePR1R2R3R4P*1. Transducer lực kế (Loadcell)Để đo lực người ta thường sửdụng lực kế (loadcell)Ưu điểm: dễ sử dụng, chokq khá chính xácNhược điểm: chỉ đo được 1 điểm, khó khăn đo tại các vị trínguy hiểm đối với người sử dụng và chỉ đo được một giá trị tải trọng tĩnh **Để khắc phục nhược điểm trên người ta đã chế tạo được loại Loadcell kiểu đầu chuyển đổi (Transducer).**ĐattricPLoadcellIndicator LoadcellMáy đo biến dạngKích thủy lực (Jack) Cọc khoan nhồiThử tải cọc*S¬ ®å vµ cÊu t¹o thùc:Chất cách điệnd2 bản kim loại dẫn điệnKhe hở không khí*Nguyên lý hoạt động: khi có P tác dụng làm cho d thay đổi và do đó dòng điện I qua 2 bản cực kim loại cũng thay đổi: + U: hiệu điện thế đặt vào 2 bản kim loại+ f: tần số của dòng điện+ c: điện dung của dung môi giữa 2 bản cực: + ε: hằng số điện môi+ S: diện tích của bản cựcLoại transducer này có thể dùng để đo lực, chuyển vị tĩnh, động, đo độ nghiêng bề mặt của vật thể  *Sơ đồ cấu tạoDùng để đo chiều cao sóng, đo dao động mực nướcNguồn điệnTấm cách điện Các điện cực*S¬ ®å vµ cÊu t¹o thùcDïng ®Ó ®o chuyÓn vÞ vµ chÕ t¹o thµnh c¸c ®Çu ®o ¸p lùcPDây dẫn điệnCuộn dâyLõi sắt từVỏ*Sơ đồ và nguyên lý cấu tạoDây dẫnVỏCuộn dâyLõi sắtÁp lực qMàng tiếp nhận áp lực*Nguyên lý hoạt động: dựa trên nguyên lý áp điện: tinh thể áp điện (thạch anh) bình thường không sinh ra điện áp nhưng khi chịu tác dụng của áp lực thì sinh ra điện áp.Dùng để đo chuyển vị, tần số dao động cưỡng bức, tần số dao động riêng, gia tốc, vận tốc của kết cấu khi chịu tải trọng động.*Dây dẫnĐáyĐĩa áp điệnKhối nặngLò xo giữVỏ*3.1.1. Yêu cầu đối với tải trọng thí nghiệmCó thể cân, đong, đo, đếm và đảm bảo được độ chính xác cần thiết;Có khả năng đáp ứng và xác định chính xác các giá trị lực theo yêu cầu;Truyền trực tiếp và đầy đủ giá trị của tải trọng lên kết cấu thí nghiệm;Trị số tải trọng phải ổn định (không thay đổi giá trị theo thời gian) khi tác dụng lâu dài và không chịu ảnh hưởng của môi trường thí nghiệm.*3.1.2. Tải trọng phân bố tĩnh1. Vật liệu rờiSử dụng vật liệu xây dựng rời như xi măng, cát, đá, sỏi làm tải trọng khi thí nghiệm tĩnh các kết cấu công trình; đặc biệt là khi tiến hành thử tải trọng trên các kết cấu tại hiện trường. Khi dùng vật liệu rời làm tải thí nghiệm cần phải cân đong chính xác; đóng gói thành từng bao cho trọng lượng tối đa không nặng quá 50 kg. Những bao vật liệu khi chất tải phải xếp thành từng trụ riêng lẻ (cách 5-10cm) trên bề mặt đối tượng thí nghiệm. *2. Vật liệu viên khốiCác viên khối vật liệu dùng làm tải trọng thí nghiệm thường là các viên gạch nung, gạch bê tông, chúng cần được sắp xếp thành từng trụ riêng lẻ (3-5cm) trên bề mặt chịu tải kết cấu.*Hạn chế:Tải trọng tác dụng lên đối tượng không cùng một thời điểm;Mất nhiều công sức và thời gian để cân đong, đóng gói vật liệu cũng như chất và dỡ tải khi tiến hành thí nghiệm;Hạn chế khả năng quan sát và đo đạc trạng thái ứng su