книги из ГПНТБ / Шахназарян С.Х. Возведение зданий методом подъема этажей и перекрытий. Исследования, проектирование, строительство

нему), а другой к лебедке. Между двумя отрезками ка­ ната устанавливали центрально растянутую стальную проволоку заданного диаметра, которая разрывалась при определенном усилии.

При исследовании колебаний шахт применяли элект­ родинамические датчики типа К001 с регистрацией пока­ зании светолучевым осциллографом Н-700. До начала динамических исследований производилась тарировка измерительной аппаратуры с помощью вибростепда с электромагнитным приводом [61]. Тарировку проводили в диапазоне.частот 1—60 Гц. Необходимые низкочастот­ ные токи для возбуждения впбростенда создавались мо­ дуляцией колебаний от двух генераторов типа ГЗ-2 путем биения.

Резонансное состояние создавалось при частоте коле­ баний возбудителя, близкой к частоте свободных коле­ баний вибростола. Амплитуда колебаний регулировалась изменением степени модуляции, при этом фактические значения амплитуд колебания (смещения) вибростенда определялись с помощью контрольного датчика, показа­ ния которого регистрировались одновременно с показа­ ниями тарируемой измерительной аппаратуры.

Измерительная аппаратура, примененная при изуче­ нии шахт в натуре, естественно, не могла быть использо­ вана при испытании моделей. Для исследования моделей была использована специальная аппаратура. Схема ис­ пытания моделей шахт на изгиб и кручение показана на рис. Ѵ.2. Испытания проводили при статическом и дина­ мическом воздействии нагрузок. При статических испы­ таниях нагрузку увеличивали плавно двумя ступенями. При динамических испытаниях нагрузку передавали на модель мгновенно путем разрыва нитей с грузами.

При статических испытаниях для измерения горизон­ тальных перемещений моделей были применены микро­ метры. Отказ от индикаторов, обычно применяемых при статических испытаниях, был обусловлен тем, что при выбранном масштабе моделей (1:50) реакция пружины индикатора на модель порядка 150 гс была соизмерима с действующей нагрузкой при статических испытаниях.

Для динамических испытаний моделей, имея в виду их сравнительно малую массу, были изготовлены специ­ альные индукционные датчики (датчики скорости) облег­ ченной массы. При колебаниях модели сердечник с об­ моткой совершал колебательное движение в зазоре меж-

170

1 — вибромашина; 2 — внбродатчикн

ду стаканом п магнитом, что приводило к возникновению переменного тока в обмотке с частотой колебаний моде­ ли. Изготовленный датчик позволил производить измере­ ния перемещений до 1,5 мм при использовании гальва­ нометров типа М00І-2.

На пленку при тарировке записывались колебания датчика и вибростенда. Скорость колебаний вибростенда определялась по следующей формуле:

Зная скорость колебаний вибростенда Уст и измерен­ ную амплитуду колебаний датчика Уд, можно определить чувствительность датчика по формуле

Перемещения модели, замеренные датчиками, опре­ делялись по формуле

я _ КѵѴ

2л/і

где V — амплитуда колебаний модели; /у— частота колебаний модели.

2. Динамические испытания шахт в натуре

Шахта здания Хв4. Испытания железобетонных шахт проводили в период, когда были смонтированы марши лестничных клеток и завершено бетонирование перекры­ тия машинного помещения лифта. При этом лифты в шахтах, а также покрытие шахт отсутствовали. -

Динамические испытания шахты проводились резо­ нансным методом, который достигался соответствующим изменением числа оборотов вибромашины, а также воз­ буждением затухающих свободных колебаний. При ис­ пытании резонансным методом колебания возбуждались в двух взаимно перпендикулярных направлениях шахты, соответствующих плоскости наибольшей и наименьшей жесткости шахты при изгибе. Вибродатчики для регист­ рации амплитуды колебаний шахты устанавливали таким образом, чтобы иметь возможность определять периоды и формы горизонтальных колебаний в обоих направле­ ниях. Для укрепления вибродатчиков к стенам шахты были закреплены специальные подставки. Схема рас­ становки вибродатчиков при действии силы в направле­ нии оси X показана на рис. Ѵ.З. При испытаниях в на­ правлении оси У вибродатчики поворачивали на 90°. Ко­ лебания шахты по всем установленным вибродатчикам записывали одновременно на двух осциллографах, рабо­ та которых была синхронизирована. Для определения периода колебаний на пленке фиксировалась отметка вре­ мени с частотой 10 Гц, которая дополнительно контроли­ ровалась при записи частоты 50 Гц от сети переменного тока. На пленку помимо записи колебаний отдельных точек шахты записывались также обороты вибратора. Запись оборотов осуществлялась с помощью специаль­ ного датчика, связанного с валом вибратора. Испытания начинали с установки на вибромашине минимальных эк­ сцентриковых грузов и визуально по экрану осциллогра-

172

Р и с. V .8 . О сц и лл огр ам м а свободны х колебаний ж елезобетон ­ ной ш ахты здания № 4 при выключении вибромаш ины на резо ­ нансны х оборотах первого тона (врем я, соответствую щ ее край ­ ней правой точке на осциллограм м е, является началом своб од ­ ных колебаний)

приложенной силы, создаваемой натянутым стальным канатом. Горизонтальная составляющая сила при раз­ рыве арматурной проволоки (вставки) диаметром 3, 4 и 5 мм соответственно равнялась 300, 500 и 690 кгс. Схемы расстановки вибродатчиков при этих испытаниях не ме­ нялись. Испытание проводилось в направлении как оси X , так и оси Y.

Собственная частота по первой форме горизонталь­

было установлено, что частота колебаний не зависит от величины горизонтальной силы, вызывающей прогиб шахты.

Следуя Е. С. Сорокину [56], по 35 осциллограммам свободных колебаний были определены бср— осредненные значения логарифмических декрементов затухания и установлена зависимость между логарифмическим декрементом и амплитудой затухающих колебаний. Средние значения коэффициентов поглощений энергии колебаний шахты s' направлении оси X в период тормо­ жения вала вибратора при различных величинах экс­ центриковых грузов Q приведены в табл. Ѵ.1.

Опытные данные показывают, что коэффициенты по-' глощения при колебаниях шахты в направлении оси X изменяются в пределах 0,15—0,22. Идентичные результа­ ты были получены при обработке экспериментальных данных при колебании шахт в направлении оси Y.

176

Т а б л и ц а VA

Экспериментальны е значения коэффициентов поглощ ения энергии колебаний ш ахты здания № 4 при различны х величинах эксцентриковы х грузов

П р и м е ч а в и е. ф, — к о э ф ф и ц и е н т п о г л о щ е н и я эн е р ги и , о п р е д е л е н н ы й по с в о б о д н ы м к о л е б а н и я м ; ф 2 — к о э ф ф и ц и е н т п о г л о щ е н и я э н е р ги и , о п р е д е л е н ­ ный п о ш и р и н е р е з о н а н с н о г о пика .

Осредненные величины логарифмических декремен­ тов, определенные по осциллограммам затухающих ко­ лебаний, полученным при освобождении шахт от началь­ ной силы при разрыве арматурных проволок, изменяются в пределах 0,073— 0,1 в направлении оси X и 0,08—0,09 в направлении оси У. Эти результаты находятся в пол­ ном согласии с полученными ранее данными при воз­ буждении колебаний в стадии торможения вибромаши­ ны. Таким образом, в исследуемом диапазоне динамиче­ ских воздействий коэффициент поглощения энергии шахты здания № 4 изменяется в пределах г|.і= 0 ,15н-0,22.

Следуя [36], коэффициент поглощения энергии опре­ деляли также из резонансных диаграмм первой горизон­ тальной формы колебаний по формуле

/р — резонансная частота; f і и /г—частоты, соответствую­ щие отдельным ветвям резонансной кривой на высоте

0,7 Лр.

Сопоставлением коэффициентов поглощений, полу­ ченных по затухающим свободным колебаниям и по ши­ рине резонансного пика, выявлена их хорошая сходи­ мость (см. табл. V. 1).

Шахта здания № 3. Динамические характеристики определялись только при свободных колебаниях шахты в упругой стадии. Колебания возбуждались мгновенным снятием усилия, приложенного к свободному концу шах­ ты. Горизонтальная составляющая усилия, создаваемого предварительным натяжением стального каната, была равна в первом опыте 137 кгс, во втором — 412 кгс и в третьем —770 кгс.

Колебания регистрировали с помощью пяти вибродатчпков, установленных по высоте шахты примерно на оди­ наковом расстоянии друг от друга. Одна из характерных осциллограмм, полученная при испытании шахты, пока­ зана па рис. V.9.

Анализ осциллограмм показал, что частота горизон­ тальных свободных колебании в направлении оси X рав­ на 2 Гц, а по направлению осп У—2,7 Гц. При этом ча­ стота колебании оставалась почти неизменной при раз­ ных начальных возмущениях. На рис. V. 10 показаны формы упругих линий, построенные по результатам экс­ перимента.

Анализ осциллограмм показал, что логарифмические декременты затухания колебаний шахты здания № 3 в направлении оси X изменяются в пределах 0,06—0,08, а по направлению оси У—0,04—0,05. Поэтому коэффпцп-

178

Налрабдешіе У

А

//

и г

h

О 0} ОБ і

г-

И

1 ч4

= 412 кгс\ 3 — Р=770 кгс

ент поглощения энергии при колебании шахты в иссле­ дуемом диапазоне динамических воздействий можно при­ нимать изменяющимся в пределах ф= 0,08-^0,16.

Результаты динамических исследований шахт 9-этаж­ ных зданий № 3 и 4, представленные в табл. Ѵ.2, показы­ вают, что собственная частота первой формы горизон­ тальных колебаний в направлении оси У примерно в 1,3 раза больше, чем в направлении оси X . При колебаниях шахт в обоих направлениях соблюдается условие