Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Обследование и испытание зданий и сооружений» (90

-регистрирующая аппаратура, применяемая при статических испытаниях для измерения деформаций с использованием тензорезисторов;

-прогибомеры Аистова.

3. Пояснения к работе

Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен чётко представлять, что действительное напряжённое состояние конструкций всегда отличается от расчётного. Это объясняется тем, что рассчитывается не сама конструкция, а её модель, в которой идеализированы свойства материала, условия опирания и сопряжения элементов, условия приложения нагрузок и т.д. Чем ближе расчётная модель соответствует реальной конструкции, тем точнее совпадение внутренних силовых факторов с расчётными.

Кроме того, в процессе расчёта конструкций (особенно статически неопределимых) вводятся некоторые допущения, упрощения, в результате чего также возможны расхождения между расчётным и действительным напряженным состоянием.

Перед выполнением работы студенту необходимо вспомнить порядок установки и правила работы с изученными ранее приборами для статических испытаний.

Выполняя лабораторную работу, студент должен опытным путём получить значения напряжений и перемещений в элементах модели каркаса цеха при её нагружении и сопоставить экспериментальные данные с теоретическими значениями.

Модель каркаса производственного здания выполнена в 1/6 от натуральной величины и изготовленаиз трёх рам, состоящих из ступенчатых колонн и сквозных ригелей (ферм). Установлены горизонтальные связи по верхним и нижним поясам ферм, а также вертикальные связи между фермами. Схема поперечной рамы модели и размещения приборов дана на рисунке 1.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Из лабораторной работы №4 получить цену деления ИДЦ-1. 4.2. Изобразить схему модели с установленными приборами.

4.3. Снять начальные показания всех установленныхприборов и записать их в журнал наблюдений (табл. 1).

31

4.4. С помощью рычага произвести нагружение фермы в середине пролета ступенями до узловой нагрузки 10 кН.

4.5. На каждой ступени нагружения производить выдержку модели под нагрузкой в течение 15 мин. Записать показания приборов в журнал наблюдений.

4.6. Снять нагрузку. Записать показания приборов. 4.7. Повторить пп. 3, 4, 5, 6 ещё два раза.

Рис. 1. Поперечная рама модели каркаса цеха: ПРпрогибомер ПАО-6;

12- тензорезистор (цифрами обозначены номера наклеенных тензорезисторов)

5.Обработка результатов испытаний

По полученным данным следует определить усреднённые экспериментальные значения напряжений в сечениях элементов модели, а также прогиб фермы и сравнить их с теоретическими данными, полученными по результатам расчета в программном комплексе SCAD.

Получение опытных значений напряжений, прогиба и сравнение их с теоретическими данными выполняется в табличной форме (табл. 2). При этом обязательно выполнить сравнение результатов измерений по основным и дублирующим приборам.

32

* ц.д.п. – цена деления прибора

Таблица 2

Сравнение результатов испытаний

Контрольные вопросы

1.Расскажитео назначении, цене деления шкалы применяемых механических измерительных приборов, способах их установки на конструкции.

2.Опишите технологию наклейки тензорезисторов на конструкцию.

3.Назовите регистрирующую аппаратуру к тензорезисторам, цену деления шкалы приборов.

4.Расскажите о выборе элементов и конструкций для испытаний, схемы загружения, способахсоздания нагрузок при статических испытаниях сооружений

иконструкций в системе зданий или сооружений.

5.Объясните как определить экспериментальные значения напряжений и перемещение сечений элементов модели каркаса?

6.Объясните порядок вычисления теоретических значений напряжений и перемещений сечений элементов поперечной рамы.

7.Опишите порядок определения расчётных усилий в элементах конструкций

ОПЗ.

33

Лабораторная работа № 7 Определение напряжений и перемещений в сечениях трехгранной арки

с листовой пространственной решеткой

1. Цель работы

Экспериментальное определение напряжений и перемещений в сечениях трёхгранной арки и сравнение их с теоретическими значениями, анализ причин возможных расхождений.

2. Образцы и приборы

Для выполнения работы требуется:

-модель трёхгранной арки с листовой пространственной решёткой (ЛПР);

-установка для проведения испытаний;

-тензорезисторы, наклеенные на пояса арки в характерных сечениях;

-регистрирующая аппаратура, применяемая при статическом действии нагрузок

(ИДЦ-1);

-прогибомеры Аистова или индикаторы с диапазоном измерений 0-50 мм.

3. Конструкция арки с ЛПР и испытательного стенда, размещение приборов

Арка с ЛПР, предназначенная для испытаний, представляет собой трёхгранную конструкцию, состоящую из поясов и пространственной решётки, полученной путём изгиба непрерывной листовой заготовки в различных направлениях (рис. 1). Её геометрические размеры даны в таблице 1.

Рис. 1. Конструктивная схема модели арки с листовой пространственной решеткой

34

Пояса и решётка выполнены из стали марки 08Ю по ТУ-14-155-100- 95. Испытание модели проводится на специально изготовленном стенде.

Устойчивость конструкции из плоскости рамы обеспечивается системой поддерживающих стоек.

Взависимости от программы испытаний модель подвергается действию вертикальных и горизонтальных нагрузок, которые прикладываются в виде сосредоточенных сил к узлам верхнего пояса. К тяжам подвешиваются грузовые платформы, на которые укладываются грузы. Схема приложения нагрузок приведена на рис. 2

Впроцессе испытаний для определения напряжений проводятся измерения относительных деформаций поясов в двух сечениях арки: в середине и в одной приопорной зоне. Для этого используются петлевые тензорезисторы. Их деформации фиксируются при помощи прибора ИДЦ-1.

Вертикальные перемещения конструкции фиксируются с помощью индикаторов (цена деления 0,01мм), установленных на специальных стойках, не связанных со стендом. Схема расстановки тензорезистров и индикаторов показана на рис. 2.

35

Рис. 2. Схема приложения нагрузок и размещения приборов

4. Состав работы

4.1. Определить теоретические прогибы и напряжения.

4.2. Провести испытания согласно схеме нагружения и определить экспериментальные прогибы и напряжения в поясах арки.

4.3. Выполнить сравнение экспериментальных и теоретических данных, проанализировать причины возможных различий.

5. Порядок выполнения работы

5.1. Нагружение конструкции до контрольной нагрузки производится металлическими грузами ступенями по 4 кг, после каждой ступени нагружения производится выдержка в течение 10... 15 минут, снимаются показания приборов и заносятся в табл. 2 и 3.

5.2. После снятия показаний приборов при контрольной нагрузке производится полная разгрузка арки.

5.3. Для получения достоверных результатов модель арки нагружают повторно 2-3 раза по п. 1 и 2.

5.4. Для каждого сечения вычисляются средние экспериментальные напряжения в поясах арки и вертикальное перемещение верхнего сечения.

5.5. Вычисляются теоретические значения напряжений и прогибов в среднем сечении арки и у опоры при помощи расчетного комплекса SCAD.

5.6. Производят сравнение экспериментальных и теоретических напряжений и

прогибов в сечениях арки.

36

2. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля [Текст]. - Введ. 1991 – 01 – 01. – М. : Издательство стандартов, 1988. – 28 с.

3. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам [Текст]. - Введ. 1991 – 01 – 01. – М. : Стандартинформ, 2006. – 31 с.

4. Новгородский, М.А. Испытание материалов, изделий и конструкций [Текст] / М.А. Новгородский. – М. : Высшая школа, 1971. – 328 с.

5. Попов, К.Н. Оценка качества строительных материалов [Текст]/ К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. - М. : Высш. шк. , 2004г. - 287 с.

38

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ЗДАНИЙ И

СООРУЖЕНИЙ»

Составители САЛДАЕВ Андрей Юрьевич КАПЫРИН Николай Викторович ПУТИЛИН Виталий Михайлович

Редактор Черникова Е.Н.

Подписано в печать . Формат 60 84 1/16. Бумага офсетная. Ризография. Печ. л. 2,3. Тираж 100 экз. Заказ №

Издательство Липецкого государственного технического университета Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ

398600 Липецк, ул. Московская, 30.