24
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ________________________________________________________________________________ Кафедра «Испытания сооружений» ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ «ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ» Для студентов направления 653500 «Строительство» специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» 270114 «Проектирование зданий» Выполнил: Студент________________________ Института______________________ Факультета_____________________ Курса______ Группы_____________ Принял_________________________ Москва 2012

Журнал лабораторных работ по курсу ОиИЗиС

  • Upload
    -

  • View
    252

  • Download
    5

Embed Size (px)

DESCRIPTION

кафедра "Испытание сооружений"

Citation preview

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ________________________________________________________________________________

Кафедра laquoИспытания сооруженийraquo

ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ

laquoОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙraquo

Для студентов направления 653500 laquoСтроительствоraquo специальностей 270102 laquoПромышленное и гражданское строительствоraquo

270114 laquoПроектирование зданийraquo

Выполнил Студент________________________ Института______________________ Факультета_____________________ Курса______ Группы_____________ Принял_________________________

Москва 2012

СОСТАВИТЕЛИ

Проф канд тех наук зав каф науч рук ЮС Кунин

Проф канд тех наук ЛА Бондарович

Проф канд тех наук ИА Горбунов

Завлабораторией инженер АВ Ивличев

Стпреподаватель инженер Атаров МН

Стпреподаватель инженер Шульгин ПЮ

Рецензент

Проф канд тех наук СВ Горбатов

3

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий журнал лабораторных работ по дисциплине

laquoОбследование и испытание зданий и сооруженийraquo составлен в

соответствии с программой указанной дисциплины и является

дополнением к методическим указаниям разработанным кафедрой

laquoИспытания сооруженийraquo Московского Государственного

Строительного Университета

Журнал содержит общие требования к составлению и оформлению

отчетов по результатам выполненных лабораторных работ В журнале

в краткой форме студент излагает суть работы с использованием

эскизов диаграмм схем и формул В таблицы формы которых

представлены в журнале записываются показания измерительных

приборов и результаты вычислений

Каждая лабораторная работа должна быть завершена выводами и

подписана студентом и преподавателем

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 Тензорезисторный метод исследования напряженно-деформированного состояния материала конструкций

Цель работы_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение коэффициента тензочувствительности тензорезисторов

основа

тензочувствительный

провода

база тензорезистора

элемент

контактные

Рис11 Схема петлевого проволочного

тензорезистора

F

L

B

Fh

тензорезисторы

Рис12 Схема консольной балки

равного сопротивления

Принцип работы тензорезистора

εsdot=Δ

ТkRR

где RRΔ - относительное изменение

сопротивления тензорезистора

Тk - коэффициент тензочувствитель-ности тензорезистора ε - относительная линейная деформация поверхности исследуемого объекта

M

ε

Рис13 Эпюры моментов и деформаций

Параметры консоли равного сопротивления

МПаE 51012 sdot= 511=BL

мh 3105 minussdot=

Результаты измерений обрабатывать в следующем порядке (данные обработки следует привести в таблице 11)

1) ij δ - отсчет по прибору для тензорезистора j на этапе i нагружения 2)

)1( minusminus=Δ ijijij δδ - абсолютная величина разности отсчетов

3) 8

ij8

1i

sum=

Δ=Δ срj 4) nср

sum=

Δ=Δ

n

1jсрj

где n ndash количество тензорезисторов

5) CsdotΔ=Δ

срсрR

R где С - цена деления прибора в единицах относительного

изменения сопротивления С = 6104 minussdot

5

6) BhELFsdotsdotsdotsdot

= 2

6ε - относительная линейная деформация консоли равного

сопротивления от нагрузки F

7) ( )

εср

Т

RRk

Δ= - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов

8) срjср ΔminusΔ 9) 2

)( срjср ΔminusΔ

10) ( )

11

2

minus

ΔminusΔ=

sum=

nS

n

iсрjср

kT- среднеквадратическое отклонение

11) ср

k

ST Δ

= Δν - коэффициент вариации результатов измерений

Таблица 11

Нагрузка Отcчеты по тензорезисторам

1 2 3 4 δ1i ∆1i δ2i ∆2i δ3i ∆3i δ4i ∆4i

0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0

∆jср

∆ср-∆jср

(∆ср-∆jср)2

=Δср =Δ

срRR

=ε =Тk

=TkS =

Tkν

6

2Определение напряженно-деформированного состояния пластины

тензорозетки

точки приложения нагрузки

1 2

5 4

3

1 2

3

4

5

7 6

ε90

ε45

ε0

ε1(σ )1

ε2(σ )2

α(+)

90

тензорезисторы

Рис14 Модель пластины из оргстекла Рис15 Схема прямоугольной тензорозетки

Таблица 12

Нагрузка

Тензорезисторы Т 0deg Т 45deg Т 90deg

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

∆ F=0

F=10 Н

TkCsdotΔ

2

)(2

900

90045⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

+minus

= degdeg

degdegdeg

εεεεε

αarctg

=__________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

++= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9001 ___________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

minus+= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9002 ________________________________________

( ) =sdot+minus

= 2121 1εμε

μσ E

_______________________________________________

( ) =sdot+minus

= 1222 1εμε

μσ E

______________________________________________

где Е= 3103 sdot МПа ndash модуль упругости оргстекла μ = 036 ndash коэффициент Пуассона ε1 ε2 σ1 σ2 ndash главные деформации и главные напряжения в месте испытания Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя_______________

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

СОСТАВИТЕЛИ

Проф канд тех наук зав каф науч рук ЮС Кунин

Проф канд тех наук ЛА Бондарович

Проф канд тех наук ИА Горбунов

Завлабораторией инженер АВ Ивличев

Стпреподаватель инженер Атаров МН

Стпреподаватель инженер Шульгин ПЮ

Рецензент

Проф канд тех наук СВ Горбатов

3

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий журнал лабораторных работ по дисциплине

laquoОбследование и испытание зданий и сооруженийraquo составлен в

соответствии с программой указанной дисциплины и является

дополнением к методическим указаниям разработанным кафедрой

laquoИспытания сооруженийraquo Московского Государственного

Строительного Университета

Журнал содержит общие требования к составлению и оформлению

отчетов по результатам выполненных лабораторных работ В журнале

в краткой форме студент излагает суть работы с использованием

эскизов диаграмм схем и формул В таблицы формы которых

представлены в журнале записываются показания измерительных

приборов и результаты вычислений

Каждая лабораторная работа должна быть завершена выводами и

подписана студентом и преподавателем

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 Тензорезисторный метод исследования напряженно-деформированного состояния материала конструкций

Цель работы_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение коэффициента тензочувствительности тензорезисторов

основа

тензочувствительный

провода

база тензорезистора

элемент

контактные

Рис11 Схема петлевого проволочного

тензорезистора

F

L

B

Fh

тензорезисторы

Рис12 Схема консольной балки

равного сопротивления

Принцип работы тензорезистора

εsdot=Δ

ТkRR

где RRΔ - относительное изменение

сопротивления тензорезистора

Тk - коэффициент тензочувствитель-ности тензорезистора ε - относительная линейная деформация поверхности исследуемого объекта

M

ε

Рис13 Эпюры моментов и деформаций

Параметры консоли равного сопротивления

МПаE 51012 sdot= 511=BL

мh 3105 minussdot=

Результаты измерений обрабатывать в следующем порядке (данные обработки следует привести в таблице 11)

1) ij δ - отсчет по прибору для тензорезистора j на этапе i нагружения 2)

)1( minusminus=Δ ijijij δδ - абсолютная величина разности отсчетов

3) 8

ij8

1i

sum=

Δ=Δ срj 4) nср

sum=

Δ=Δ

n

1jсрj

где n ndash количество тензорезисторов

5) CsdotΔ=Δ

срсрR

R где С - цена деления прибора в единицах относительного

изменения сопротивления С = 6104 minussdot

5

6) BhELFsdotsdotsdotsdot

= 2

6ε - относительная линейная деформация консоли равного

сопротивления от нагрузки F

7) ( )

εср

Т

RRk

Δ= - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов

8) срjср ΔminusΔ 9) 2

)( срjср ΔminusΔ

10) ( )

11

2

minus

ΔminusΔ=

sum=

nS

n

iсрjср

kT- среднеквадратическое отклонение

11) ср

k

ST Δ

= Δν - коэффициент вариации результатов измерений

Таблица 11

Нагрузка Отcчеты по тензорезисторам

1 2 3 4 δ1i ∆1i δ2i ∆2i δ3i ∆3i δ4i ∆4i

0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0

∆jср

∆ср-∆jср

(∆ср-∆jср)2

=Δср =Δ

срRR

=ε =Тk

=TkS =

Tkν

6

2Определение напряженно-деформированного состояния пластины

тензорозетки

точки приложения нагрузки

1 2

5 4

3

1 2

3

4

5

7 6

ε90

ε45

ε0

ε1(σ )1

ε2(σ )2

α(+)

90

тензорезисторы

Рис14 Модель пластины из оргстекла Рис15 Схема прямоугольной тензорозетки

Таблица 12

Нагрузка

Тензорезисторы Т 0deg Т 45deg Т 90deg

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

∆ F=0

F=10 Н

TkCsdotΔ

2

)(2

900

90045⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

+minus

= degdeg

degdegdeg

εεεεε

αarctg

=__________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

++= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9001 ___________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

minus+= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9002 ________________________________________

( ) =sdot+minus

= 2121 1εμε

μσ E

_______________________________________________

( ) =sdot+minus

= 1222 1εμε

μσ E

______________________________________________

где Е= 3103 sdot МПа ndash модуль упругости оргстекла μ = 036 ndash коэффициент Пуассона ε1 ε2 σ1 σ2 ndash главные деформации и главные напряжения в месте испытания Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя_______________

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

3

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий журнал лабораторных работ по дисциплине

laquoОбследование и испытание зданий и сооруженийraquo составлен в

соответствии с программой указанной дисциплины и является

дополнением к методическим указаниям разработанным кафедрой

laquoИспытания сооруженийraquo Московского Государственного

Строительного Университета

Журнал содержит общие требования к составлению и оформлению

отчетов по результатам выполненных лабораторных работ В журнале

в краткой форме студент излагает суть работы с использованием

эскизов диаграмм схем и формул В таблицы формы которых

представлены в журнале записываются показания измерительных

приборов и результаты вычислений

Каждая лабораторная работа должна быть завершена выводами и

подписана студентом и преподавателем

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 Тензорезисторный метод исследования напряженно-деформированного состояния материала конструкций

Цель работы_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение коэффициента тензочувствительности тензорезисторов

основа

тензочувствительный

провода

база тензорезистора

элемент

контактные

Рис11 Схема петлевого проволочного

тензорезистора

F

L

B

Fh

тензорезисторы

Рис12 Схема консольной балки

равного сопротивления

Принцип работы тензорезистора

εsdot=Δ

ТkRR

где RRΔ - относительное изменение

сопротивления тензорезистора

Тk - коэффициент тензочувствитель-ности тензорезистора ε - относительная линейная деформация поверхности исследуемого объекта

M

ε

Рис13 Эпюры моментов и деформаций

Параметры консоли равного сопротивления

МПаE 51012 sdot= 511=BL

мh 3105 minussdot=

Результаты измерений обрабатывать в следующем порядке (данные обработки следует привести в таблице 11)

1) ij δ - отсчет по прибору для тензорезистора j на этапе i нагружения 2)

)1( minusminus=Δ ijijij δδ - абсолютная величина разности отсчетов

3) 8

ij8

1i

sum=

Δ=Δ срj 4) nср

sum=

Δ=Δ

n

1jсрj

где n ndash количество тензорезисторов

5) CsdotΔ=Δ

срсрR

R где С - цена деления прибора в единицах относительного

изменения сопротивления С = 6104 minussdot

5

6) BhELFsdotsdotsdotsdot

= 2

6ε - относительная линейная деформация консоли равного

сопротивления от нагрузки F

7) ( )

εср

Т

RRk

Δ= - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов

8) срjср ΔminusΔ 9) 2

)( срjср ΔminusΔ

10) ( )

11

2

minus

ΔminusΔ=

sum=

nS

n

iсрjср

kT- среднеквадратическое отклонение

11) ср

k

ST Δ

= Δν - коэффициент вариации результатов измерений

Таблица 11

Нагрузка Отcчеты по тензорезисторам

1 2 3 4 δ1i ∆1i δ2i ∆2i δ3i ∆3i δ4i ∆4i

0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0

∆jср

∆ср-∆jср

(∆ср-∆jср)2

=Δср =Δ

срRR

=ε =Тk

=TkS =

Tkν

6

2Определение напряженно-деформированного состояния пластины

тензорозетки

точки приложения нагрузки

1 2

5 4

3

1 2

3

4

5

7 6

ε90

ε45

ε0

ε1(σ )1

ε2(σ )2

α(+)

90

тензорезисторы

Рис14 Модель пластины из оргстекла Рис15 Схема прямоугольной тензорозетки

Таблица 12

Нагрузка

Тензорезисторы Т 0deg Т 45deg Т 90deg

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

∆ F=0

F=10 Н

TkCsdotΔ

2

)(2

900

90045⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

+minus

= degdeg

degdegdeg

εεεεε

αarctg

=__________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

++= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9001 ___________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

minus+= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9002 ________________________________________

( ) =sdot+minus

= 2121 1εμε

μσ E

_______________________________________________

( ) =sdot+minus

= 1222 1εμε

μσ E

______________________________________________

где Е= 3103 sdot МПа ndash модуль упругости оргстекла μ = 036 ndash коэффициент Пуассона ε1 ε2 σ1 σ2 ndash главные деформации и главные напряжения в месте испытания Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя_______________

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 Тензорезисторный метод исследования напряженно-деформированного состояния материала конструкций

Цель работы_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение коэффициента тензочувствительности тензорезисторов

основа

тензочувствительный

провода

база тензорезистора

элемент

контактные

Рис11 Схема петлевого проволочного

тензорезистора

F

L

B

Fh

тензорезисторы

Рис12 Схема консольной балки

равного сопротивления

Принцип работы тензорезистора

εsdot=Δ

ТkRR

где RRΔ - относительное изменение

сопротивления тензорезистора

Тk - коэффициент тензочувствитель-ности тензорезистора ε - относительная линейная деформация поверхности исследуемого объекта

M

ε

Рис13 Эпюры моментов и деформаций

Параметры консоли равного сопротивления

МПаE 51012 sdot= 511=BL

мh 3105 minussdot=

Результаты измерений обрабатывать в следующем порядке (данные обработки следует привести в таблице 11)

1) ij δ - отсчет по прибору для тензорезистора j на этапе i нагружения 2)

)1( minusminus=Δ ijijij δδ - абсолютная величина разности отсчетов

3) 8

ij8

1i

sum=

Δ=Δ срj 4) nср

sum=

Δ=Δ

n

1jсрj

где n ndash количество тензорезисторов

5) CsdotΔ=Δ

срсрR

R где С - цена деления прибора в единицах относительного

изменения сопротивления С = 6104 minussdot

5

6) BhELFsdotsdotsdotsdot

= 2

6ε - относительная линейная деформация консоли равного

сопротивления от нагрузки F

7) ( )

εср

Т

RRk

Δ= - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов

8) срjср ΔminusΔ 9) 2

)( срjср ΔminusΔ

10) ( )

11

2

minus

ΔminusΔ=

sum=

nS

n

iсрjср

kT- среднеквадратическое отклонение

11) ср

k

ST Δ

= Δν - коэффициент вариации результатов измерений

Таблица 11

Нагрузка Отcчеты по тензорезисторам

1 2 3 4 δ1i ∆1i δ2i ∆2i δ3i ∆3i δ4i ∆4i

0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0

∆jср

∆ср-∆jср

(∆ср-∆jср)2

=Δср =Δ

срRR

=ε =Тk

=TkS =

Tkν

6

2Определение напряженно-деформированного состояния пластины

тензорозетки

точки приложения нагрузки

1 2

5 4

3

1 2

3

4

5

7 6

ε90

ε45

ε0

ε1(σ )1

ε2(σ )2

α(+)

90

тензорезисторы

Рис14 Модель пластины из оргстекла Рис15 Схема прямоугольной тензорозетки

Таблица 12

Нагрузка

Тензорезисторы Т 0deg Т 45deg Т 90deg

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

∆ F=0

F=10 Н

TkCsdotΔ

2

)(2

900

90045⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

+minus

= degdeg

degdegdeg

εεεεε

αarctg

=__________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

++= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9001 ___________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

minus+= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9002 ________________________________________

( ) =sdot+minus

= 2121 1εμε

μσ E

_______________________________________________

( ) =sdot+minus

= 1222 1εμε

μσ E

______________________________________________

где Е= 3103 sdot МПа ndash модуль упругости оргстекла μ = 036 ndash коэффициент Пуассона ε1 ε2 σ1 σ2 ndash главные деформации и главные напряжения в месте испытания Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя_______________

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

5

6) BhELFsdotsdotsdotsdot

= 2

6ε - относительная линейная деформация консоли равного

сопротивления от нагрузки F

7) ( )

εср

Т

RRk

Δ= - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов

8) срjср ΔminusΔ 9) 2

)( срjср ΔminusΔ

10) ( )

11

2

minus

ΔminusΔ=

sum=

nS

n

iсрjср

kT- среднеквадратическое отклонение

11) ср

k

ST Δ

= Δν - коэффициент вариации результатов измерений

Таблица 11

Нагрузка Отcчеты по тензорезисторам

1 2 3 4 δ1i ∆1i δ2i ∆2i δ3i ∆3i δ4i ∆4i

0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0

∆jср

∆ср-∆jср

(∆ср-∆jср)2

=Δср =Δ

срRR

=ε =Тk

=TkS =

Tkν

6

2Определение напряженно-деформированного состояния пластины

тензорозетки

точки приложения нагрузки

1 2

5 4

3

1 2

3

4

5

7 6

ε90

ε45

ε0

ε1(σ )1

ε2(σ )2

α(+)

90

тензорезисторы

Рис14 Модель пластины из оргстекла Рис15 Схема прямоугольной тензорозетки

Таблица 12

Нагрузка

Тензорезисторы Т 0deg Т 45deg Т 90deg

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

∆ F=0

F=10 Н

TkCsdotΔ

2

)(2

900

90045⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

+minus

= degdeg

degdegdeg

εεεεε

αarctg

=__________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

++= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9001 ___________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

minus+= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9002 ________________________________________

( ) =sdot+minus

= 2121 1εμε

μσ E

_______________________________________________

( ) =sdot+minus

= 1222 1εμε

μσ E

______________________________________________

где Е= 3103 sdot МПа ndash модуль упругости оргстекла μ = 036 ndash коэффициент Пуассона ε1 ε2 σ1 σ2 ndash главные деформации и главные напряжения в месте испытания Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя_______________

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

6

2Определение напряженно-деформированного состояния пластины

тензорозетки

точки приложения нагрузки

1 2

5 4

3

1 2

3

4

5

7 6

ε90

ε45

ε0

ε1(σ )1

ε2(σ )2

α(+)

90

тензорезисторы

Рис14 Модель пластины из оргстекла Рис15 Схема прямоугольной тензорозетки

Таблица 12

Нагрузка

Тензорезисторы Т 0deg Т 45deg Т 90deg

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

Отсчет по

прибору

Разность отсчетов

∆ F=0

F=10 Н

TkCsdotΔ

2

)(2

900

90045⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛minus

+minus

= degdeg

degdegdeg

εεεεε

αarctg

=__________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

++= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9001 ___________________________________________

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ minus

minus+= degdegdegdeg α

εεεεε

2cos21 900

9002 ________________________________________

( ) =sdot+minus

= 2121 1εμε

μσ E

_______________________________________________

( ) =sdot+minus

= 1222 1εμε

μσ E

______________________________________________

где Е= 3103 sdot МПа ndash модуль упругости оргстекла μ = 036 ndash коэффициент Пуассона ε1 ε2 σ1 σ2 ndash главные деформации и главные напряжения в месте испытания Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента___________ Подпись преподавателя_______________

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

7

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных

материалов в образцах конструкциях и сооружениях Цель работы_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1 Определение динамического модуля упругости материалов

kVE ДИН

12 sdotsdot= ρ

где ДИНE - динамический модуль упругости V - скорость ультразвукового импульса ρ - плотность материала k - коэффициент формы образца Таблица 21

пп

Наименование материала

База L м

Время t 10-6с

Скорость V мс

Плотность ρ Нс2м4

Един МПа

1 Бетон 237middot103 2 Кирпич (глин) 176middot103 3 Кирпич (сил) 185middot103 4 Гипс 120middot103 5 Графит 193middot103

2 Определение прочности и класса бетона

Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис21)

20

4000 5000

30

3500 450015

25

35

R МПа

V мс

Рис21 Градуировочная зависимость ldquoскорость УЗК - прочность бетонаrdquo

Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

8

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 22

опыта

База L м

Время t

10-6 с

СкоростьV мс

ПрочностьRi МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5

Выводы о прочности бетона

3 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания

Содержание и порядок работы Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки получить значения скоростей ультразвука Наличие дефекта определить сравнивая значения полученных скоростей

Рис22 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

1 2 3

4 5 6

7 8 9

точки прозвучивания

излучатель

УЗК

приемн

ик УЗК

L

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

9

Таблица 23 точки

прозвучивания 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Время прохождения ультразвука ti мкс База прозвучивания

L м Скорость ультразвука

Vi мс Выводы о наличии дефекта и месте его

расположения

4 Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания

(продольного профилирования) Порядок работы последовательно измерить время распространения УЗК

при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом заполнить таблицу построить и проанализировать график (Рис 23) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания

излучатель УЗК приемники УЗК

t мкс

50

100

150

200250

0 10 20 30 40 50 60

L см

Рис23 Метод продольного профилирования вверху ndash годограф скорости ультразвука внизу ndash схема расстановки ультразвуковых излучателя и

приемника колебаний Таблица 24

точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L см 10 20 30 40 50 60

Время прохождения ультразвука t мкc

Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Выводы_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента____________ Подпись преподавателя_______________

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3 Освидетельствование элементов сооружения на примере

железобетонной балки Цель работы________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1Определение геометрических характеристик балки

p

I

I

I-I

L L

b

h

Рис31 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров

Таблица 31

Размеры балки м L Lp b h

2 Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно

ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87 с помощью ультразвукового прибора способом сквозного прозвучивания Определение класса бетона проводят по формулам

___________________1 ==sum

=

n

RR

n

ii

( )

__________________1

1

2

=minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB __________________

B - класс бетона по СП 52-101-2003 bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003

Таблица 32

опыта b м t мкс V мс Ri

МПа iRR minus

МПа

2)( iRR minus МПа

S МПа ν B

МПа B

МПаRb МПа

1

2 3 4 5 6

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

11

3 Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью

электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78 Для определения величины защитного слоя бетона hЗС и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора Результаты фиксируются в табл 33

dh 1

датчик

рабочая арматура

dh 2

датчикпластина Δ

d h зс

h h 0a

рабочая арматура

рабочая арматура

Рис32 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя

бетона железобетонной балки Таблица 33

Диапазон измерений мм

h1 мм

h2 мм

(h2- h1) мм Выводы

6 n=_________________шт Δ=_________________мм d=_________________мм hзс=_______________мм а = hзс + d2=________мм h0= h-a=____________мм Аs=________________мм2 Rs=________________МПа

8

10

12

14

16

Примечание Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля

4 Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального

осмотра Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл34) и показываются на схеме балки

Таблица 34 пп Описание дефекта Место расположения дефекта

1

2

3

4

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

12

Рис33 Схема балки с указанием дефектов и повреждений

5 Расчетная схема конструкции

L =p

Рис34 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание Вид и величина нагрузки задается преподавателем

M

МMAX =__________кНmiddotм Рис35 Эпюра изгибающих моментов

6 Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы

X =ξ h =R R

ξ =08[1+R 700]=R S

Μ =R γ b X (h -X2 )=U b b1 0R

R

R AX=γ R b

S S

b1 b= XltXR

Μ =R A (h -X2)=U S 0SMltMU

Прочность сеченияне обеспечена

Прочность сеченияобеспечена

ДаНет

M h b A R R γ0 S S b b1

ДаНет

Примечание М ndash изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми ndash максимальный момент в опасном сечении который по расчету может выдержать балка

=1bγ коэффициент условий работы бетона =1bγ 09 Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4 Статические испытания монорельсового пути

Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

п-3п-2п-1

L1=10м

Балка 10

L=30м

Тележка

Прогибомеры

DKB

A

Т2 Т1

Т3

Т4Т5Т6

Т8 Т7

Тензорезисторы

2020

2020

20

L=15мL=15м

y x

z

Рис41 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1Определение прогиба балки с учетом осадки опор

Теоретическое значение

=sdotsdot

=x

теор

EILFf

48

3

Экспериментальное значение

=+

minus=2

KBD

экс VVVf

Рис42 Схема определения прогиба балки Таблица 41

прогибо-мера

Отсчеты по прогибомерам мм Вычислить

F=0 F=2500 Hразность отсчетов

∆ мм

прогиб эксf мм

прогиб теорf мм теор

экс

f ffk =

п-1

п-2 п-3

A

A`

B

B`

D

D`

K

K`

V B V D V K

Э

ось балки до загружения

ось балки после загружения

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

14

2 Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле

Т

эксz k

Ec sdotsdotΔ=σ

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления 6104 minussdot=c E ndash модуль упругости стали Е=21105 МПа

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см лр 1) Tk =___

kx

теорz y

IM

sdot=σ

- где =

sdot=

4LFM

______ - теоретическое значение момента в середине пролета L = 30 м Ix= 198middot10 - 8 м4

ky - расстояние от нейтральной оси до точки в которой определяются напряжения Таблица 42

тензо- резистора

Отсчеты по тензорезисторам при Вычислить

F=0 F=2500H разность отсчетов ∆

напряжение экс

Zσ МПа напряжение

теорZσ МПа теор

Z

эксZk

σσ

σ =

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

86543

7

21

σ эксz

x

y

86543

7

21

σтеорz

x

y

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

15

3 Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки

Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле

Т

XэксZ k

WEM c sdotsdotsdotΔ

=

- где эксZM ndash экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F c - цена деления прибора E ndash модуль упругости стали

Tk - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки WX=397 10-6 м3

Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле FyMT sdot=

- где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки

F=1 исследуемое сечение

yC yDyE

yA

L L2

L2

L1

AB C D E K

линия влияния

Рис43 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L

LL

yD22

sdot= = _____________________________

===2D

ECyyy ___________________________

=sdot

=

2

1

LLyy D

A _____________________________

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

16

Таблица 43

тензорезистора

Положение груза на балке НагрузкаН

Отсчетыпо

тензоре-зисторам

Вычислить

Разность отсчетов

эксzM

Нм

теорzM Нм ор

z

z

MM

те

экс

Mk =

F 14L

F=0

F=2500

F 12L

F=0

F=2500

F 34L

F=0

F=2500

F L1

F=0

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

A B D KC E

A B D KC E

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5 Динамические испытания балки в режиме свободных

и вынужденных колебаний Цель работы _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

L4

L4

L4

L4

L

xy

вибромашинарегистрирующий

прибор

тензорезисторыпрогибомер

тензорезисторы

z 10

тензорезисторы

Рис51 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

1Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний

1

20

l

lsdot= nf Э

=___________________

- где Эf0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний

1l ndash длина выбранного отрезка виброграммы содержащего целое число колебаний

2l ndash длина отрезка виброграммы соответствующего одной секунде

n ndash число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной 1l

naan

n 22

11 1lminus

=δ =_______________ - логарифмический декремент колебаний

определяющий степень затухания собственных колебаний

а1 - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

an ndash амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной 1l

1

2a1

2an

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

18

mIE

Lkf yT sdot

sdotsdotsdot

= 2

2

0 2π

=___________________________________

k ndash коэффициент зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки L= 375м ndash длина балки m=946 Нmiddotс2м2 - погонная масса балки Е=21105 МПа ndash модуль упругости стали Iy=17910-8 м4 - момент инерции сечения

Таблица 51

вибро-граммы

Схема колебаний n 1l мм

2l мм

2а1мм

2аnмм

Вычислить

δ Эf0

Гц

Tf0 Гц

T

Э

f ffk

0

0=

1

Виброграмма 1

2 Определение резонансных частот колебаний балки fB Таблица 52

вибро-граммы

Cхема колебаний n 1l мм

2l мм

Вычислить

ЭВf Гц Tf0 Гц T

Э

f ffk

0

0=

2

3

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

19

Виброграмма 2 Виброграмма 3

3 Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд

Динамический коэффициент определяют по формуле

( ) ( ) 2220

220 )(1

1

πδsdot+minus=

ээВ

ээВ

дffff

K =_______________________________

Динамический прогиб

дT

CTд KYY sdot= =_____________

- где T

CTY - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы возникающей от вращения эксцентриков вибромашины

y

Т

EILPY

CT sdotsdot

=8269

3max

=____________________________

- где maxP - сила возникающая от вращения эксцентриков вибромашины

02

0max 2 rmP В sdotsdot= ω =_____________________ - где m0=015кг ndash масса каждого из эксцентриков вибромашины

r0 = 14410-2 м ndash радиус вращения центра массы эксцентрика Вω - круговая частота вращения вибромашины

ЭВВ fsdot= πω 2 =_________________________

- где ЭВf ndash частота вынужденных колебаний Гц

Выводы_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

20

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6 ldquoМеханические неразрушающие методы определения прочности материалов

в конструкциях зданий и сооруженийrdquo Цель работы ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом

Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис62)

Рис61 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo

HR sdot+minus= 654060717 - где Н ndash условная характеристика полученная по прибору

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

10

20

30

40

5

15

25

35

45R МПа

H усл

ед

Рис62 Градуировочная зависимость laquoусловная характеристика ndash прочность бетонаraquo Примечание Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударно-импульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава что и бетон конструкции

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________-среднее значение прочности бетона МПа

образец

боек Hкорпус

пружина

пьезоэлектри-

ударникческий элемент

экран

электронный блок

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

21

( )1

1

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________ - среднеквадратическое отклонение МПа

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений [ ]

SRRT

MAXi

iminus

= =__________________________________________

- где iT ndash критерий ldquoотбраковкиrdquo i-го результата испытаний Результат не учитывается при расчете если TigtTk (где Tk ndash контрольная величина определяемая по таблице 61)

Таблица 61 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8

Tk 174 194 208 218 227 233

RS

=ν =____________________ - коэффициент вариации прочности бетона

=minus= )6411( υRB _________________________- фактическая величина соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В МПа B - класс бетона по СП 52-101-2003

bR - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 62

опыта

Условная хар-ка

H услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

2Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника после соударения его с поверхностью бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости (рис64)

Рис63 Принципиальная схема метода упругого отскока образец

h

ползунок

шкалабоек

корпуспружина

ударник

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

22

Аналитическое выражение градуировочной зависимости laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

hR sdot+minus= 487163018 - где h ndash величина отскока полученная по прибору

20 25 30 35 40 4510

20

30

40

15

25

35

45

R МПа

h усл

ед

50

Рис64 Градуировочная зависимость laquoвеличина отскока ndash прочность бетонаraquo

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам

статистических расчетов с учетом формул

n

RR

n

iisum

== 1 =_____________________ ( )

11

2

minus

minus=

sum=

n

RRS

n

ii

=_______________

Выполняется ldquoотбраковкаrdquo анормальных результатов измерений в соответствиис таблицей 61

[ ]SRRT

MAXi

iminus

= =____________________

RS

=ν =____________________ =minus= )6411( υRB _______________________

Таблица 63

опыта

Величина отскока h услед

Прочность Ri МПа

iRR minus МПа

2)( iRR minus

МПа S

МПа ν B МПа

B МПа

Rb МПа

1

2 3 4 5

Вывод о прочности бетона

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

23

3 Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации

Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня после соударения с ними стального шарика при известной твердости эталонного стержня

d

d эт

F

m

I

I

10мм

10ммI-I

шарик

эталон

стержень

D=10мм

образец

Рис65 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди

Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам

m

этэтi

ddDDHBHB

22

22

D-D minus

minusminus=

- где iHB - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний =этHB 1720МПа ndash твердость эталонного стержня D =10мм - диаметр шарика

этd - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне md - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции

n

HBHB

n

iisum

== 1 =_________ - среднее значение твердости металла конструкции

=sdot=Β HBкσ ___________ - временное сопротивление металла конструкции - где к =035 ndash коэффициент для малоуглеродистых сталей

Таблица 64

удара

Диаметры отпечатков Твердость iHB МПа HB МПа Βσ МПа на металле

md мм на эталоне

этd мм 1

2 3 4 5

Вывод

Выводы ________________________________________________________________________________________________________________________________

Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография

ОГЛАВЛЕНИЕ Введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 1 Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкцийhelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 2 Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах конструкциях и сооруженияхhellip

Лабораторная работа 3 Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балкиhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 4 Статические испытания монорельсового пути

Лабораторная работа 5 Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебанийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip

Лабораторная работа 6 Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооруженийhellip

3

4

7

10

13

17

20

Подписано в печать Формат 60х8418 Печать офсетная И- Объем 175 Тираж Заказ Типография