Министерство Образования и Науки Республики Казахстан
Международная образовательная корпорация
Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия
Жансеитов М.Ф.
Испытания сооружений
Лабораторные работы для студентов специальности «Строительство»
Алматы 2012
Министерство Образования и Науки Республики Казахстан
Международная образовательная корпорация
Казахская Головная Архитектурно-Строительная Академия
Факультет общего строительства
Жансеитов М.Ф.
Испытания сооружений
Лабораторные работы для студентов специальности «Строительство»
Алматы 2012
УДК 624.012.04
Составитель: Жансеитов М.Ф., к.т.н. асоц. профессор
Лабораторные работы по дисциплине «Испытания сооружений» составлены для студентов специальности 5B 072900 «Строительство».
В данном сборнике описано проведение лабораторных работ по дисциплине «Испытания сооружений» и включает такие работы как «Контроль качества арматурной стали», Определение прочности бетона и каменных материалов неразрушающими методами: «Импульсным методом» с помощью прибора ИПС-МГ4.03, «Механическим методом пластического отпечатка» с помощью Эталонного молотка Кашкарова, «Ульразвуковой метод дефектоскопии и определения прочности материалов», «Определение толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры в железобетонных конструкциях» с помощью электронного прибора ИПА-МГ4
Рекомендовано к изданию Научно-методическим советом академии.
Протокол № 2 от 01.09.2012г.
Печатается по сводному плане издания КазГАСА на 2011-12 уч. год
Рецензент: Базаров Р.Б., к.т.н., ассоциированный профессор ФОС КазГАСА
Содержание
Стр
Введение 5
Лабораторная работа №1. Механические свойства арматурной стали. Контроль качества арматурных сталей 6
Лабораторная работа №2 Определение прочности бетона импульсным методом 18
Лабораторная работа №3 Неразрушающие методы определения прочности бетона. Метод пластических опечатков 22
Лабораторная работы №4. Неразрушающие методы определения прочности бетона. Ульразвуковой метод контроля 27
Лабораторная работа №5. Определение толщины защитного слоя бетона в железобетонных конструкциях 34
Введение
Лабораторные работы предназначены для закрепления студентами теоретических знаний, полученных в аудиторных лекционных и практических занятиях по дисциплине «Испытания сооружений». В выполнения лабораторных работ студенты ознакомятся с имеющимся в академии испытательным оборудованием и приборами, получат навыки использования этих приборов, научатся проводить испытания материалов и конструкций, определять прочностные характеристики арматурной стали и бетона, а также других материалов (каменные и металлические).
Лабораторные работы построены на использовании имеющегося испытательного оборудования и приборов, а также теоретическое выполнение двух работ с подстановкой данных испытаний приближенных к реальным данным.
Основы знаний приобретенных студентами бакалавриата в ходе выполнения лабораторных работ по дисциплине «Испытания сооружений» могут быть ими использованы в дальнейшем при выполнении научно-исследовательской работы в магистратуре или научно-исследовательском институте или на производстве.
Лабораторная работа 1 Механические свойства арматурной стали Контроль качества арматурных сталей
Цель работы:
Изучить методику определения механических свойств стали при испытании образцов на растяжение по ГОСТ 12004-81 (СТАЛЬ АРМАТУРНАЯ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ);
Оборудование и приборы: разрывная машина (при предполагаемой максимальной нагрузке 50 кН – ИР-50,
при 1000 кН – Р-100), штангенциркуль, линейка, микрометр, весы (для арматуры
периодического профиля), индикатор часового типа ИЧ-10, образцы арматуры (не менее трех).
На рис 1.1.1-1.1.4 приведены схемы, описание устройства и принцип работы основных типов машин для испытания образцов на растяжение
Рис. 1.1. Общий вид испытательной машины с компьютерной обработкой результатов
|
Рис. 1.2. Принципиальная схема универсальной испытательной машины |
1 – образец; 2 – нагружающее устройство; 3 – датчик деформации; 4 – датчик нагрузки;5 – диаграммный прибор. |
На рис. 1.1.3 представлена схема машины с механическим приводом и рычажно-маятниковым силоизмерительным устройством. На основании станины 2 установлены две колонны 6, связанные наверху поперечиной 11. Внутри основания размещены грузовой винт 4 с гайкой 16 и червячная передача нагружающего механизма. Гайка вращается электродвигателем 1 через редуктор и вариатор 3 так, что скорость приложения нагрузки к образцу может меняться. Верхний захват 12 подвешен к главному передаточному рычагу 10 силоизмерительного устройства. Масса зажим-ных приспособлений компенсируется грузом 9. Нижний захват 13 устанавливают по длине образца рукояткой 15 от редуктора 14. Сила сопротивления образца нагрузке передается рычажной системе, смонтированной в поперечине 1
Р
ис.
1.3. Схема машины с механическим приводом
и рычажно-маятниковым силоизмерителем
Момент, созданный этой силой, передается на маятник, отклоняющийся по мере возрастания нагрузки, прилагаемой к образцу. Отклоняясь, он перемещает зубчатую рейку, приводящую во вращение зубчатое колесо, насаженное на ось стрелки 8 силоизмерительного устройства. Деформации образца измеряют по шкале 7 , связанной посредством рейки 5 с нижним захватом. Диаграмма испытания записывается автоматически на барабане в координатах «нагрузка – деформация».
Схема универсальной машины с гидравлическим приводом и маятниковым силоизмерителем приведена на рис. 1.1.4. На чугунном основании 2 установлены две колонны 3, связанные наверху неподвижной поперечиной 6. На поперечине расположен рабочий цилиндр 10 с поршнем 9, который при подкачивании масла поднимает поперечину 7. Неподвижную поперечину 5 устанавливают по высоте с помощью механического привода 8, состоящего из электродвигателя, клиноременной передачи и двух червячных пар, преобразующих вращательное движение вала электродвигателя посредством подъемных винтов 4 с гайками, в поступательное движение поперечины 5. Поперечина 5 является опорной для установки образцов при испытании на сжатие или изгиб. На ней смонтирован верхний захват для закрепления образца, испытываемого на растяжение.
Механический привод нижнего захвата состоит из электродвигателя 21, червячной передачи и подъемного винта 1. Червячная шестерня является для привода одновременно гайкой, и при ее вращении он совершает поступательное движение. Клиновидный кож закреплен в днище рабочего цилиндра. Переставные опоры 24 служат для установки образца в горизонтальное положение при испытании на изгиб. Стрелу прогиба образца отсчитывают по линейке, прикрепленной к одной из колонн. На другой колонне машины смонтирован концевой выключатель, действующий на магнитный пускатель электродвигателя насоса и останавливающий работу последнего в момент, когда рабочий поршень достигает верхнего предельного положения.
Силоизмерительное устройство, которым измеряется нагрузка, прилагаемая к образцу, насос 19 с регулятором и пусковая аппаратура размещены в пульте управления, расположенном отдельно от машины. Механизм управления насосом состоит из рукоятки с круговой шкалой, валика с эксцентриком и рычажной системы 22. При вращении рукоятки эксцентрик поднимает (или опускает) рычаг, связанный тягой с зубчатой рейкой насоса 20.
Рис.1.4. Схема универсальной машины с гидравлическим приводом и маятниковым силоизмерителем
Масло, накапливающееся между рабочим поршнем и цилиндром, удаляется по маслопроводу 11. Изменение давления масла в рабочем цилиндре передается по трубопроводу 12 поршеньку 18. С помощью тяг 16 поршенек перемещается, вызывая поворот рычага 15 и толкателя 14. Когда рычаг 15 поворачивается, штанга маятника 17 отклоняется до тех пор, пока его момент силы не уравновесит момент силы, приложенный от поршенька к рычагу 15. Толкатель 14 перемещает зубчатую рейку 13, вращающую шестерню, на ось которой насажена стрелка шкалы силоизмерительного устройства
Диаграммы испытания автоматически записываются на барабане 23. Линейное перемещение поперечины 7 преобразуется во вращательное движение барабана. Самописец, жестко насаженный на зубчатую рейку 13, полностью повторяет ее движение.
Могут быть установлены различные пределы измерения нагрузок путем подвешивания сменных грузов к штанге маятника.
Испытание арматурной стали, с целью определения ее механических свойств, выполняют в следующих
случаях:
– при отсутствии сертификатов;
– если приведенные в сертификате данные вызывают сомнения;
– при применении стали в качестве напрягаемой арматуры;
– если эти испытания специально оговариваются в проектах и соответствующих нормативных документах по технологии изготовления конструкций или по применению отдельных видов арматурных
сталей.
Стержневую арматуру испытывают на растяжение и изгиб в холодном состоянии. При контроле проволочной арматуры вместо испытания образцов на изгиб их испытывают на перегиб.