Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Обследование и испытание зданий и сооружений»
.pdf
Код
конструкции
Код
элемента
Эскиз или описание
дефекта (повреждения)
Рекомендации по
устранению дефекта
1
2
3
4
ФАБ-1
5-8
Усилить по эскизу
Таблица 3
Ведомость дефектов и повреждений
Контрольные вопросы
1. Опишите порядок освидетельствования стальных стропильных ферм.
2. Опишите порядок освидетельствования стальных колонн.
3. Перечислите основные виды дефектов и повреждений строительных
конструкций, выполненных из различных материалов.
4. Перечислите способы выявления дефектов и повреждений элементов
металлических конструкций и сварных швов, болтовых и заклёпочных
соединений.
5. Опишите порядок определения нагрузок на конструкции ОПЗ.
Лабораторная работа № 6
Определение напряжений и перемещений в элементах модели
стального каркаса промышленного здания
1. Цель работы
Выполняя лабораторную работу, студент должен научиться
экспериментальным путём определять деформации и перемещения в элементах
строительных конструкций, получить практические навыки установки
измерительных приборов на конструкции и работе с ними.
2. Образцы и приборы
- стальная модель каркаса одноэтажного производственного здания;
31
- тензорезисторы, наклеенные в характерных сечениях элементов колонны и
фермы модели;
- 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 изготовлена из 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.
32
12
4.3. Снять начальные показания всех установленных приборов и записать их
в журнал наблюдений (табл. 1).
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: ПР- прогибомер ПАО-6;
- 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.
33
№
датчика
Ступень нагружения, кН
Разность
показаний
Напряжения
ϭ, кН/см2
n1=0
n2=…
n3=…
n4=…
n5=10
n6=0
Δ=n5-n1
Δ/ц.д.п*
Тензорезисторы
1
2
…
17
Прогибомеры
1 -
№
приборов
Опытные напряжения
и прогибы
Теоретические
напряжения и прогибы
Погрешность в %
ϭ,кН/см
f,мм
ϭ,кН/см
f,мм
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.
Таблица 1
Журнал наблюдений
* ц.д.п. – цена деления прибора
Таблица 2
Сравнение результатов испытаний
Контрольные вопросы
1. Расскажите о 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, способах создания нагрузок при статических испытаниях
сооружений и конструкций в системе зданий или сооружений.
34
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.
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.
35
Наименование параметра
Обозначение
Размер, мм (град)
Радиус изгиба
R
928
Стрела подъёма
f
928
Пролёт
L
1856
Длина раскосов:
короткого (по линии перегиба)
I
d1
50
длинного (по линии отгиба)
I
d2
70
Длина панели: нижнего пояса
Lml
84
верхнего пояса
Lm2
87
Высота сечения арки
h
40,35
Ширина отгиба
bo
5
Сечение пояса
труба
Ø 4,75;
t = 0,7
Сечение решётки
лист
-0,5x45
Рис. 1. Конструктивная схема модели арки с листовой пространственной
решеткой
Таблица 1
Геометрические параметры модели
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.
В зависимости от программы испытаний модель подвергается действию
вертикальных и горизонтальных нагрузок, которые прикладываются в виде
36
сосредоточенных сил к узлам верхнего пояса. К тяжам подвешиваются
грузовые платформы, на которые укладываются грузы. Схема приложения
нагрузок приведена на рис. 2
В процессе 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.
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
37
№ этапа
загружения
Нагрузка
N, Н
Отсчеты по
тензорезисторам
Относительная
деформация
5
10
Напряжения
Е
Т-1
Т-2
Т-i
Т-1
Т-2
Т-i
Т-1
Т-
2
Т-i 0 0,0
1
40
2
80
…
№ этапа
загружения
Нагрузка N, Н
Замеренные прогибы (мм) в
местах установки индикаторов
Максимальный прогиб
Теор. прогиб
в точках
Погрешность
%
И-1
И-2
И-3
1 2 3
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.
5.7. Анализируют полученные результаты.
Экспериментальные напряжения в решетке и поясах
Журнал наблюдений
Таблица 2
Таблица 3
38
Контрольные вопросы
1. Какова степень статической неопределимости арки?
2. Как определить теоретические напряжения в характерных сечениях арки?
3. Как вычислить перемещения в сечениях арки?
4. Как определить погрешность измерений перемещений и напряжений в
характерных сечениях арки?
5. Чем объясняется наличие расхождений опытных и теоретических
значений напряжений и перемещений?
Библиографический список
1. ГОСТ 17624-87 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
[Текст]. - Введ. 1988 – 01 – 01. – М. : Государственный строительный комитет
СССР, 1987. – 28 с.
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.
39
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.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]