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

26 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

80623. Прямой, обратный счет. Плоские геометрические фигуры 50.5 KB
  Дети берутся за руки и становятся в круг. А теперь поделитесь хорошим настроением со своими друзьями погладьте друг другу ладошки и пожмите руки дети выполняют действие. Дети рассматривают 6 картинок первые буквы слов образуют слово ракета Какое слово получилось...
80624. Зв’язок слів у реченні між собою за змістом 82 KB
  Мета. Вчити учнів зв’язувати слова у реченні, удосконалювати вміння встановлювати межі речень; розвивати навички написання слів у реченні, формувати орфографічну увагу, виховувати уважне ставлення до природи Обладнання.
80625. Симетричні форми. Симетрія у природі. Послідовність дій під час виготовлення простих симетричних форм із паперу. Практична робота: вирізання деталей виробів симетричної форми; створення аплікацій із вирізаних простих симетричних форм «Грибочок» 30.5 KB
  Мета. Вчити дітей виготовляти предметні аплікації, ознайомити із способом симетричного вирізування. Розвивати просторове уявлення, дрібну моторику. Виховувати емоційне ставлення до результатів своєї праці, інтерес до секретів природи. Обладнання: зображення грибів, кольоровий папір, картон, клей, ножиці, шаблони.
80626. Письмо великої букви Ф 34.5 KB
  Мета: навчити учнів писати велику букву Ф окремоі в словах; розвивати вміння аалізувати, зіставляти, узагальнювати; продовжувати ознайомлювати учнів зі скоромовками; виховувати інтерес до вивченння української мови, Бережливе ставлення до природи.
80627. Здравствуй, гостья Зима! 33.5 KB
  Выпал пушистый снег. На дворах и домах Снег лежит полотном И от солнца блестит Разноцветным огнем. Как в третьей строфе поэт называет снег С чем он его сравнивает Здесь художник использует такое средство художественной выразительности как сравнение когда один объект сравнивается с другим...
80628. Поняття про мову. Українська мова – державна мова України 49.5 KB
  Мета: Розширити уявлення учнів про мову як найважливіший скарб українського народу, про існування різних мов; вчити спостерігати за звучанням, написанням і значенням слів у споріднених мовах. Розвивати усне мовлення учнів, каліграфічні навички письма, поширювати словниковий запас учнів.
80629. Квіти. Музика П.І. Чайковського «Вальс квітів» 46.5 KB
  Удосконалювати техніку читання прозових творів насичених діалогами; продовжувати навчати учнів сприймати на слух, вчити голосом, інтонацією передавати настрій дійових осіб; визначати головного герою, спостерігати за його вчинками. Розширювати коло морально-етичних понять про добро, людяність, красу.
80630. Андрій М’ястківський. Казка про яблуню 89.5 KB
  Мета. Удосконалювати навички усвідомленого, виразного читання художніх творів; формувати вміння знаходити за допомогою вибіркового читання уривки тексту, що характеризують дійових осіб; виховувати працелюбність, бажання вивчати і допомагати природі.
80631. Гори України. Карпати. Рослини і тварини Карпат 49 KB
  Продовжити формувати поняття гори розкрити залежність природи гір від їхньої висоти; ознайомити учнів з характерними особливостями Карпатських гір географічним положенням кліматом рослинним і тваринним світом корисними копалинам; розвивати спостережливість...