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

9 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

4469. Історія україни Опорний конспект. Методична розробка 1.37 MB
  Методична розробка Опорний конспект з історії України написана на основі навчальної програми курсу Історія України для вищих навчальних закладів І і ІІ рівнів акредитації дає вказівки по вивченню, засвоєнню матеріалу, що вивчається аудиторно. Робота...
4470. Основи теорії держави і права 181.5 KB
  Основи теорії держави і права Ознайомити студентів із поняттям держави і права, їх ознаками, закономірностями виникнення, основними теоріями походження та функціями. Охарактеризувати форми держави і права,поняття та ознаки г...
4471. Основи Конституційного права України 180.5 KB
  Основи Конституційного права України. Мета заняття.Ознайомити студентів із основами конституційного права України, загальними засадами конституційного ладу, народовладдям та формами його здійснення. Охарактеризувати види виборів та головні при...
4472. Основи Цивільного права 223 KB
  Основи Цивільного права Мета заняття.Ознайомити студентів із основами цивільного права, його джерелами та відносинами, що ним регулюються, суб’єктами та об’єктами цивільно-правових відносин, суттю права власності та формами його захи...
4473. Основи трудового права України 281 KB
  Основи трудового права України Мета заняття.Ознайомити студентів із трудовим правом, його джерелами та відносинами, що ним регулюються, колективним та трудовим договорами, робочим часом та часом відпочинку, підставами та порядком звільнення з ...
4474. Основи фінансового та банківського права 129.5 KB
  Основи фінансового та банківського права. Ознайомити студентів із основами фінансового та банківського права, їх джерелами та відносинами, що ними регулюються, суб'єктами та об'єктами цивільно-правових відносин, суттю пра...
4475. Основи адміністративного права України 103.5 KB
  Основи адміністративного права України Мета заняття.Ознайомити студентів із особливостями адміністративного права, адміністративними правопорушеннями та адміністративною відповідальністю. Дати загальну характеристику Кримінального кодексу Укра...
4476. Основи кримінального права України 143.5 KB
  Основи кримінального права України Мета заняття.Ознайомити студентів із особливостями кримінального права, адміністративними правопорушеннями та адміністративною відповідальністю. Дати загальну характеристику Кримінального кодексу України. Оха...
4477. Основи сімейного права України 131 KB
  Основи сімейного права України Мета заняття. Ознайомити студентів із основами сімейного законодавства, порядком укладання та розірвання шлюбу, особистими та майновими правами подружжя, взаємними правами та обов’язками батьків і дітей. Дати...