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
=ε
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
=ε
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
=ε
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
=ε
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
=ε
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
=ε
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