1Введение

Методические указания предназначены для помощи студентам при выполнении практических занятий по дисциплине «Обследование и испытание зданий и сооружений». Занятия в лаборатории кафедры проводятся с академической группой (или подгруппой) под руководством преподавателя и лаборанта.

Цель практических занятий:

- закрепить теоретические знания, полученные на лекциях и при самостоятельном изучении литературы;

- ознакомиться с устройством и принципом работы оборудования, измерительной аппаратуры и приборов;

- ознакомиться с методами установки приборов на конструкции; приобрести навыки в пользовании приборами;

- овладеть некоторыми основными методиками испытания конструкций и простейшими приёмами статистической обработки результатов испытаний.

При сдаче зачета студент должен показать знание теоретического материала, а также основные навыки по использованию приборов и оборудования для обследовании и испытании зданий и сооружений.

2Занятие № 1. Метрологическая поверка приборов для определения перемещений и деформаций

2.1Цели работы:

1. Изучить требования, предъявляемые к метрологическому обеспечению экспериментальных исследований»

2. Протарировать тензометр Гугенбергера, несколько тензорезисторов, индикатор часового типа и прогибомер Максимова.

2.2

Рисунок 1.1. Схема загружения и расположения приборов на тарировочной балочке

Техническое обеспечение работы:

- стационарный универсальный испытательный стенд;

- тарировочная балочка пролетом 1050 мм с двумя грузовыми площадками;

- грузы по 0,5 кг - 8 шт.

- тензометр Гугенбергера с базой 20 мм;

- два тензорезистора с базой 20 мм (на балочке);

- тензорезистивный прибор ИДЦ-1;

- индикатор часового типа с кронштейном для его крепления;

- прогибомер Максимова.

2.3Содержание работы

Поверку приборов осуществляем с помощью тарировочной балочки, загружаемой в третях пролёта равными сосредоточенными силами (рис.1.1).

Напряжения на нижней и верхней гранях сечения балочки определяются, как известно, по формуле

,

где М- изгибающий момент;

W - момент сопротивления сечения.

Учитывая, что , и , получаем

.

Напряжение, соответствующее деформации, измеренной тензометром Т, составит

где - относительная деформация;

- линейная деформация, мм;

- база тензометра, мм;

- модуль упругости стали, из которой изготовлена балочка,

МПа (Н/мм²).

Тогда отношение , являющееся поправочным коэффициентом К, будет равно

. (1.1)

Чтобы коэффициент К был равен 1. стрелка прибора при увеличении Р, например, от 0 до 20 Н должна отсчитать деления, где мм - цена одного деления шкалы тензометра.

Определим, каково действительное значение этого коэффициента.

Для этого следует:

- установить стрелку тензометра на незагруженной балочке на 50;

- загрузить балочку нагрузкой Р * 20 Н (прямой ход), снять отсчёт С по прибору и занести его в табл.1.1;

- разгрузить балочку (обратный ход), снять отсчёт С и занести его в таблицу;

- повторить указанные операции ещё четыре раза;

- найти разности АС между каждым последующим и предыдущим отсчётами (по абсолютной величине) для каждого из пяти ходов отдельно, занести их в таблицу;

- определить деформации , соответствующие полученным разностям, если цена деления шкалы тензометра 0,001 мм;

- просуммировать все значения в последней графе таблицы 1.1;

- найти среднее арифметическое значение ;

- подставив в формулу (1.1) значение , определить поправочный коэффициент тензометра;

- определить вариацию показаний тензометра по формуле , учитывая показания прибора не только для каждого отдельного хода, а все десять показаний;

- сделать вывод о пригодности тензометра к дальнейшей эксплуатации (нормальная вариация не должна превышать одного деления шкалы).

Поправочный коэффициент индикатора К, измеряющего прогиб ба- лочки в середине её пролёта при загружении по схеме чистого изгиба, определяется по формуле

где - приращение нагрузки на каждой очередной ступени затружения;

- приращение прогиба на этой ступени, измеренное индикатором, мм.

Чтобы коэффициент К был равен 1, стрелка прибора при Н должна отсчитать делений, где мм - цена одного деления большой шкалы индикатора.

Поверку прогибомера Р осуществляем с помощью индикатора, поэтому поправочный коэффициент прогибомера определяется соотношением

, (1.3)

где - приращение прогиба на очередной ступени загружения, измеренное прогибомером, мм.

Таблица 1.1

Этап измерения					, мм
Первый ход	Прямой	P=0 P=20 Н	50	-	-
	Обратный	P=0
Второй ход	Прямой	P=0 P=20 Н	50	-	-
	Обратный	P=0
Третий ход	Прямой	P=0 P=20 Н	50	-	-
	Обратный	P=0
Четвертый ход	Прямой	P=0 P=20 Н	50	-	-
	Обратный	P=0
Пятый ход	Прямой	P=0 P=20 Н	50	-	-
	Обратный	P=0

Для определения действительных значений поправочных коэффициентов тензорезисторов, индикатора и прогибомера следует:

- поэтапно (через Н) загрузить балочку и найти разности отсчётов по каждому из приборов по формуле , где и - отсчёты соответственно до и после приложения к балочке на j-й ступени загружения; занести их в табл 1.2;

5

I |Р * 0

(Прямой |Р - 20 Н

I 1

|Обратный|Р - О 4 1

I IP - О

(Прямой |Р * 20 Н

I 1

50

6

(

Таблица 1.2

Нагрузка, Н	Отсчеты и разности отсчетов по приборам
	Тензорезистор на растянутой грани Тr-1		Тензорезистор на сжатой грани Тr-2		Индикатор			Прогибомер
							, мм			, мм
0
5
10
15
20

- найти среднюю разность отсчётов для обоих тензорезисторов по формуле

,

где и - средние разности по каждому из тензорезисторов , взятые по абсолютной величине;

- найти средние разности отсчётов (деформаций) по индикатору ( ) и прогибомеру ( );

- по формуле определить поправочный коэффициент тензорезисторов;

- подставив в формулы (1.2) и (1.3) значения и , определить поправочные коэффициенты индикатора и прогибомера.

3Занятие № 2. Построение градуировочных кривых для приборов механического определения прочности бетона в конструкциях

3.1Цель работы

Научиться пользоваться приборами для определения прочности бетона по характеристикам его поверхностного слоя (молотком И.А. Физделя и прибором А.М. Крюкова и Н.В. Гаврилова КГ-1 (прибором ЛИСИ).

3.2Техническое обеспечение работы:

- бетонные кубы-образцы с ребром 20 см (промаркированные, из трех разных серий) - 3 шт.;

- карборундовый брусок или круг;

- штангенциркуль;

- копировальная бумага - 15 листов;

- тонкая белая бумага - 15 листов;

- молоток И.А.Физделя;

- прибор КГ-1;

- гидравлический пресс ШУ-250 (тс);

- микроскоп МПБ-2 (трубка Бринелля).

3.3

9

Содержание работы

Для построения градуировочной зависимости «диаметр отпечатка d при ударе индентора - прочность бетона R» проводим параллельные испытания образцов бетона вначале методом пластических деформаций, а затем на гидравлическом прессе до разрушения.

Градуировочная зависимость строится по результатам испытания не менее 15 серии образцов-кубов, каждая серия включает в себя три образца-близнеца. Студенческая подгруппа испытывает по одному образцу из трех разных серии.

Испытанию подвергаются кубы с ребром 20 см. Кубы такого размера в наибольшей степени (по сравнению с кубами меньшего размера) обеспечивают соответствие условий их испытания и испытания отдельных участков натурных конструкций методом пластических деформаций. Для перевода предела прочности таких кубов к прочности эталонного куба с ребром 15 см используется переводной коэффициент .