- •Введение
- •Лабораторная работа 1
- •1. Тензорезисторный метод измерения деформаций
- •1.1. Цели и задачи работы
- •1.2. Краткие теоретические сведения
- •1.2.1. Преобразователи
- •1.2.2. Измерительные схемы
- •1.2.3. Вторичная регистрирующая и измерительная аппаратура
- •1.2.3.1. Многоканальный измеритель-регистратор терем-4.0
- •Технические характеристики
- •Программа компьютерной обработки
- •1.3. Тарировка первичных преобразователей
- •1.4. Описание тарировочной балки
- •1.5. Порядок выполнения работы
- •Отчет о работе
- •2.2. Описание испытательного стенда
- •2.3. Обследование модели балки
- •2.4. Перерасчет балки по результатам обследования
- •2.4.1. Расчет по первой группе предельных состояний
- •2.4.2. Расчет по второй группе предельных состояний
- •2.5. Порядок выполнения работы
- •3.2. Краткие теоретические сведения
- •Одноосное напряжённое состояние
- •Расчет на прочность центрально растянутых и сжатых элементов
- •3.3. Описание испытательного стенда фермы
- •3.4. Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •3.5. Отчет о работе
- •3.6. Контрольные вопросы
- •3.7. Темы научно-исследовательских работ
- •Лабораторная работа 4
- •4. Механические неразрушающие методы определения прочности бетона
- •4.1. Цели и задачи работы
- •4.2. Общие сведения
- •Классификация механических методов определения прочности бетона
- •4.3. Молоток Кашкарова к.П.
- •4.3.1. Устройство и принцип работы
- •4.3.2. Тарировочная кривая и метод её получения
- •4.3.3. Факторы, влияющие на точность прочности бетона
- •4.3.4. Обработка результатов измерений
- •4.4. Электронный измеритель прочности бетона ипс-мг4
- •4.4.1. Назначение и область применения
- •4.4.2. Устройство и принцип работы
- •4.4.3. Выбор режима работы
- •4.4.4. Порядок ввода установок
- •4.5. Измеритель прочности бетона пос-50мг4
- •4.5.1. Назначение и область применения
- •4.5.2. Технические характеристики
- •4.5.3. Устройство и принцип работы
- •4.5.4. Подготовка изделия и анкерного устройства для проведения испытаний
- •4.5.5. Подготовка прибора для проведения испытаний
- •4.5.6. Выполнение испытаний
- •4.6. Порядок выполнения работы
- •4.7. Отчет о работе
- •4.8. Контрольные вопросы
- •4.9. Темы научно-исследовательских работ
- •Список литературы
3.2. Краткие теоретические сведения
Исследуемая в настоящей лабораторной работе ферма является простой статически определимой системой. Расчет ферм выполняется методами строительной механики по идеализированной расчетной схеме, которая предполагает: шарнирное соединение стержней фермы в узлах, действие продольных усилий по осям центров тяжести сечений, идеальную прямолинейность всех элементов фермы и расположение их строго в одной плоскости, отсутствие трения на опорах и т.д. Теоретически в стержнях идеализированных систем возникают только продольные силы, при этом стержни фермы работают либо на растяжение, либо на сжатие. В целом работа ферм аналогична работе двутавровых балок: пояса ферм воспринимают изгибающий момент, а решетка (раскосы и стойки) служит для связи между поясами и воспринимает поперечную силу.
Нагрузка на ферму передается строго по узлам, воздействие каких-либо внешних сил на стержни фермы между узлами не допускается. Особенно опасна эта нагрузка для сжатых стержней фермы.
Подбор сечений элементов металлических ферм и расчетов узлов производится в соответствии с требованиями СНиП П-23-81 «Стальные конструкции».
Одноосное напряжённое состояние
Одноосное напряжённое состояние характерно для стержневых конструкций (плоские фермы, рамы), а также для поперечных сечений балок.
Предположим, что на рис. 3.1, а изображен фрагмент рамы - стойка и усилия N, Mx , и My в поперечном сечении на высоте Z.
Направления усилий примем такими, чтобы каждое из них вызывало растяжение в первом квадранте координатной системы X-Y .
На рис. 3.1б показано само сечение и тензодатчики в точках а, в, с, d, наклеенные на поверхность стержня в направлении продольных волокон. Расположение точек замера деформаций принимают из соображений наиболее активной работы тензодатчиков, а их количество должно быть не меньше числа искомых усилий в сечении, т. е. трёх. Целесообразность установки четырёх и более тензодатчиков станет понятной из последующих рассуждений.
Рис. 3.1. К определению усилий по фибровым деформациям в поперечном сечении рамного стержня:
а - фрагмент стержня; б - схема размещения тензодатчиков
Пусть ось Z проходит через центр сечения в точке O, а X и Y - главные центральные оси этого сечения.
Измерив деформации εа , εв и εс по закону Гука определяют нормальные напряжения в тех же точках:
(3.1)
Для вычисления усилий в сечении воспользуемся известными формулами:
(3.2)
Подставив в них значения напряжений из выражений (3.1), получим четыре уравнения относительно трёх искомых неизвестных усилий N, Mx , и My определить которые можно решением трёх из четырёх уравнений в любой комбинации. Так, например, из системы уравнений (а), (в), (с) получим опытные значения усилий:
(3.3)
Решая систему из трёх уравнений в другой комбинации, например (а), (б), (b), получим несколько иные значения N, Mx, и My. Если они отличаются от предыдущих в допустимых пределах, то найденные деформации и усилия считаются достоверными.