85893

ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ МОДЕЛИ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ

Лабораторная работа

Физика

Цели и задачи работы Ознакомиться с методикой обследования перерасчета испытания обработки и анализом результатов испытания модели стальной балки. Оборудование: Лабораторная установка с моделью стальной балки индикатор часового типа клинометр гири тензорезисторы мост постоянного тока электронный тензометрический...

Русский

2015-03-31

231.5 KB

17 чел.

Федеральное агентство по образованию

Рязанский институт (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего

профессионального образования

«Московский государственный открытый университет»

Кафедра «Промышленного и гражданского строительства»

Лабораторный практикум по дисциплине

«Обследование и испытание зданий и сооружений»

                                                                                Выполнил: студент 5 курса

строительного факультета

группы 269, спец.: 270102

шифр  2061004

Логинов А.В.

                                                                             Проверил: Рудомин Е.Н.

Лабораторная работа 2

  1.  ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ МОДЕЛИ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ

2.1. Цели и задачи работы

Ознакомиться с методикой обследования, перерасчета, испытания, обработки и анализом результатов испытания модели стальной балки.

Оборудование:

Лабораторная установка с моделью стальной балки, индикатор часового типа, клинометр, гири, тензорезисторы, мост постоянного тока, электронный тензометрический измеритель деформаций АИД-4, электромеханический тензометр, металлическая линейка, штангенциркуль.

2.2. Описание испытательного стенда

Обследованию и испытанию подвергается стальная балка прямоугольного сечения.

Схема балки представлена на рис. 2.1. Загружение балки осуществляется грузами. Величина прогиба измеряется с помощью индикатора часового типа, а деформации - тензодатчиками (тензорезисторами).

Опорные  элементы балки выполнены в виде шарнирных узлов. Деформации балки при ее загружении регистрируются электронным тензометрическим измерителем деформаций АИД-4М.

2.4. Перерасчет балки по результатам обследования

До начала испытания модели выполняют приблизительную оценку ее несущей способности по 1-й и 2-й группе предельных состояний. При этом используют фактические геометрические и прочностные характеристики модели балки.

2.4.1. Расчет по первой группе предельных состояний

Вычисляется момент сопротивления поперечного сечения балки:

,    

где b - ширина сечения рабочей балки, м;

     h - высота сечения балки, м.

Определяется изгибающий момент на расстояниях от опоры

;   ;   ;   ,  

где  Р - нагрузка в Н;

L - расстояние между опорами, м;

Находятся напряжения в исследуемых сечениях балки:

.     

2.4.2. Расчет по второй группе предельных состояний

Вычисляется момент инерции поперечного сечения балки:

.    

Определяется прогиб в середине пролета балки (при L/2):

    ,    

где Е – модуль упругости материала балки, Па.

Находится относительный прогиб и сравнивается с предельно допустимым:

.    

Угол поворота сечения в опорах балки

.    

Все результаты расчета сводятся в табл. 2.1 и 2.2.

Выполнив теоретическую оценку несущей способности балки, следует сделать вывод о необходимости испытания исследуемой балки.

Рис. 2.1. Испытание модели стальной балки

а - испытательный стенд, б - расчетная схема балки;

1,2, 3, 4, 5, 6 - тензорезисторы, 7 - индикатор часового типа, 8 – грузы.

L = 0.81 м

h = 0.003 м

b = 0.04 м

катет рычага 0.04 м

Таблица 2.1

Перерасчет по 1 группе предельных состояний

Расчетные

параметры

Величина нагрузки, Н.

P1 =0.981

P2 =1.962

Р3 =3,924

Р4 =5,886

Wht, m 3

6·10-8

6·10-8

6·10-8

6·10-8

ML/4, н · м

0.09896

0.19795

0.39583

0.59375

Ml/2, н· м

0.19792

0.39583

0.79167

1.1875

σL/4, н/м2

0,01649·108

0,032987·108

0,065972·108

0.098958·108

σL/2, н/м2

0,032987·108

0,065972·108

0,131945·108

0.19792·108

Таблица 2.2

Перерасчет по II группе предельных состояний                          

Расчетные

Величина нагрузки, Н.

параметры

P1 =0.981

P2 =1.962

Р3 =3,924

Р4 =5.886

 

Jht, м 4

9·10-11

9·10-11

9·10-11

9·10-11

f, м

0.0006

0.0012

0.0024

0.0036

f/L

0.0000743

0.00149

0.00279

0.00446

ΘА

0.00222

0.00443

0.00887

0.0133

ΘВ

0.00222

0.00443

0.00887

0.0133

  Таблица 2.3

Результаты эксперимента

№ тензорезистора

Началь

ный отсчет

Ступени загружения, Н

Р1 =0.981

Р2 =1.962

Р3 =3,924

Р4=5,886

Со

С1

∆С1

σ1

С2

∆С2

σ2

С3

∆С3

σ3

С4

∆С4

Σ4

1

570

569

-1

2

568

-2

4

567

-3

6

565

-5

10

2

624

624

0

0

625

1

2

626

2

4

626

2

4

3

530

529

-1

2

527

-3

6

525

-5

10

524

-5

12

4

219

219

0

0

223

4

8

224

5

10

224

5

10

5

519

518

-1

2

517

-2

4

516

-3

6

515

-4

8

6

605

606

1

2

606

1

2

607

2

4

608

3

6

Прогиб в середине пролета балки

Начальный отсчет индикатора, t0 =10.0 мм

Показание индикатора

t1

=9.53

t2

=9.05

t3

=8.1

t4

=7.03

Прогиб

f1

=0.47

f2

=0.95

f3

=1.9

f4

=

f4

=2.97

f4

=

f/L

0.58

1.17

2.35

3.67

Угол поворота сечения в опорах балки

Начальный отсчет индикатора клинометра, j 0 =0

Величина плеча клинометра 0.06

Показание индикатора

j1

0.11

j1

=0.21

j1

=0.42

j1

=0.68

Величина перемещения точки клинометра,

h =j1 - j 0

0.11

0.21

0.42

0.68

Угол поворота

Θ1

=0.083

Θ1

=0.11

Θ1

=0.11

Θ1

=0.11

Таблица 2.4

Сравнительный анализ экспериментальных и теоретических напряжений

№ тензорезистора

Место

установки тензорезисторов

Ступени загружения, Н

P1=1.962

Р2 =3.924

Рз =5.886

Напряжения

По-

пра- вка

К1

Напряжения

По-

пра- вка

К2

Напряжения

По-

пра -вка

К3

экспер.

теор.

экспер.

теор.

экспер

теор.

σ1 э

*105

σ1 т

*105

σ2 э

*105

σ2 т

*105

σ3 э

*105

σ3 т

*105

1

L/4

4

32.98

8.245

6

65.97

10.995

10

98.96

9.896

2

L/4

2

32.98

16.49

4

65.97

16.493

4

98.96

24.74

3

L/2

6

65.97

10.995

10

131.94

13.194

12

197.92

16.493

4

L/2

8

65.97

8.246

10

131.94

13.194

10

197.92

19.792

5

L/4

4

32.98

8.245

6

65.97

10.995

8

98.96

12.37

6

L/4

2

32.98

16.49

4

65.97

16.493

6

98.96

16.493

Вывод:

В результате лабораторной работы было выполнено ознакомление с методикой обследования, перерасчета, испытания, обработки и анализом результатов испытания модели стальной балки.В ходе вычислений выяснилось, что при теоретическом расчете максимальный относительны й прогиб балки fmaxтеор =0.00446, что является больше допустимого значения fдоп=0.00324 (0.81/250).Эксперементально максимальный относительный прогиб получается равным fmaxэксп =0.00367, что больше fдоп =0.00324.Теоретически такую балку можно загружать до 4.4 Н, экспериментально до 5.4 Н


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41935. Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MathCad 45.24 KB
  Тема: Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MthCd. Цель работы: нахождение решений системы нелинейных уравнений в программе MthCd . Задание: 1 Найти решение системы нелинейных уравнений с использованием так называемого блока решений .
41936. Символьные действия математического анализа в MathCad 73.2 KB
  Цель работы: определение неопределенных и определенных интегралов и производных в программе MthCd с использованием символьных операций. Неопределенный интеграл: Определенный интеграл: Производная: Задание: Применяя последовательно к каждой функции команды меню Symbolic Simplify найти: Найти: Неопределенный интеграл. Определенный интеграл 3 Производную первого порядка. Решение: Выводы В ходе выполнения лабораторной работы с помощью Mthcd научились применяя команды меню Symbolic Simplify находить неопределенный интеграл...
41937. Вычисление производных в задачах геометрии и частных производных 47.73 KB
  Тема: вычисление производных в задачах геометрии и частных производных. Цель работы: вычисление производных в задачах геометрии и нахождение частных производных высоких порядков в программе MthCd . 2 Выполнить числовое и символьное вычисление частных производных высшего порядка от функции трех переменных: fx=zsinxyz2 в точке M111.
41938. Вычисление интегралов в задачах геометрии и механики 99.01 KB
  Тема: вычисление интегралов в задачах геометрии и механики. Цель работы: вычисление интегралов в задачах геометрии и механики в программе MthCd. Ход выполнения работы: Выводы В ходе выполнения лабораторной работы с помощью Mthcd научились вычислять интегралы в задачах геометрии и механики а именно: решать систему уравнений; находить площадь через двойной интеграл статические моменты координаты центра тяжести.
41939. Решение обычных дифференциальных уравнений в MathCad 87.45 KB
  Тема: решение обычных дифференциальных уравнений в MthCd. Цель работы: с использованием встроенных функций и блочной структуры найти решение обычных дифференциальных уравнений. Задание: 1 Найти решение обычного дифференциального уравнения y =fxy с использованием блока решений.
41940. Изучение внешнего и внутреннего законов фотоэффекта 83.44 KB
  Цель работы: Изучить законы фотоэффекта вычислить постоянную Планка вычислить работу выхода. Так как фотон движется со скоростью света то он обладает импульсом с абсолютной величиной p = mc = hv c Работа выхода. энергия ε которую нужно сообщить электрону для того чтобы он вырвался с максимальной скоростью Vm из пластины характеризуемой работой выхода А определяется соотношением: ε =1 2 mVm 2 А = eUeU0 где U0 =А e потенциал...
41941. Изучение терморезистора. Определение константы 294.8 KB
  РТ21 Лабораторная работа № 9 Изучение терморезистора. Цель работы: Изучить терморезистор определить константу терморезистора В. Зависимость сопротивления терморезистора от температуры с достаточной точностью выражается формулой: 1 где А константа пропорциональная холодному сопротивлению терморезистора при 20 С В константа зависящая от физических свойств полупроводника терморезистора. Постоянная В является одной из важнейших характеристик терморезистора так как она определяет его температурный коэффициент...
41942. Исследование напряженного состояния тонкостенной цилиндрической оболочки 948.96 KB
  Внутренние силы и напряжения В соответствии с теорией расчета тонкостенные оболочки вращения находятся в плоском напряженном состоянии. В таких оболочках действуют кольцевые σк в первом главном сечении и меридиональные напряжения σм во втором главном сечении которые могут определяться через внутренние силы и моменты: где S меридиональная сила; Т кольцевая сила; М меридиональный момент; К кольцевой момент; δ толщина стенки; z координата точки в которой определяется напряжение; z изменяется в интервале от δ 2 до δ 2....
41943. Исследование колебаний вращающегося вала 214.31 KB
  Теоретический расчет частот собственных колебаний вала и деформаций возникающих при его вращении. Экспериментальное определение прогибов вращающегося вала в различных схемах нагружения. Изза неточности изготовления и сборки центры масс деталей как правило не находятся на оси вращения вала т.