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

6 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

66736. Исследование характера и величин напряжений, возникающих в конструктивном узле соединения краспиц с хлыстом мачты 1.34 MB
  Исследование действующих напряжений в рассматриваемом узле при коэффициенте по запасу по устойчивости ванто-стержневой системы равному единице (случай предельной нагрузки системы) – предельная работа системы. Исследование действующих напряжений в рассматриваемом узле при отсутствии в системе ахтерштага...
66737. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОЧВ Г. СВИРСКА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ: ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ И ДЕТОКСИКАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 5.34 MB
  Токсические свойства тяжелых металлов и мышьяка. Устойчивость и степень поглощения тяжелых металлов и мышьяка растениями: растения толеранты и растения аккумуляторы Особенности загрязнения природной среды и мероприятия по устранению экологической катастрофы в...
66738. Разработка теоретических и практических рекомендаций по совершенствованию стимулирования персонала предприятий 924 KB
  Для предпринимателя люди являются наиболее ценным ресурсом, так как именно люди могут постоянно совершенствоваться. Соответственно, умело управляя людьми, можно постоянно совершенствовать организацию производства и увеличивать прибыль.
66739. Проблема индивидуального сознания в экзистенциализме Ж.-П. Сартра 644 KB
  Актуальны специальные исследования, ставящие своей задачей анализ философского наследия различных авторов под углом вычленения, сопоставления, систематизации, обобщения материалов, которые касаются специфических свойств, системных и структурных характеристик сознания.
66740. Теоретическое обоснование, разработка и оценка внедрения дифференцированной системы оплаты труда врачебного персонала 4.33 MB
  В настоящее время оплата труда врача, неадекватна ответственности, напряженности и другим специфическим особенностям профессии медицинского работника. В то же время оплата труда в здравоохранении должна стимулировать персонал к повышению качества медицинской помощи...
66743. Прагматика единиц, выражающих статическое состояние в древнерусском и древнечешском языках 1.07 MB
  Интересным в этом плане нам представляется проследить формирование в данных славянских языках категории состояния то есть специфической группы знаменательных слов которые выражают физическое или психическое состояние человека обозначают природные явления а в предложении выполняют исключительно предикативную функцию.