Випробування конструкцій динамічними навантаженнями
Україна
університет шляхів сполучення
ВИПРОБУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ
Далекосхідний державний університет шляхів сполучення
Кафедра "Будівельні конструкції"
ВИПРОБУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ
Р О Ц Е Н З І Я
на методичний посібник
"ВИПРОБУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ".
Автор Якутін Г.С.
Методичний посібник складено відповідно до програми курсу "Обстеження, випробування та реконструкція будівель та споруд" відображають розділ "Випробування конструкцій динамічними навантаженнями, проведення випробувань у лабораторних умовах, обробка результатів, визначення похибки" та призначено для студентів спеціальності 2903 "Промислове та цивільне будівництво" всіх форм навчання.
Посібник розроблено вивчення методу визначення характеристик будівельних конструкцій динамічними навантаженнями, містить короткі теоретичні передумови з теорії та практики, числові приклади. Матеріал висвітлює лабораторну роботу, в якій викладено методику визначення шуканих параметрів натурної конструкції за допомогою випробування вібраційним навантаженням. Для більшої наочності у посібнику наведено приклад випробування сталевої балки з метою визначення частоти власних коливань, динамічної напруги та похибки в отриманих експериментальних результатах. Дано наочний приклад заповнення журналів випробувань. Надано контрольні питання для самостійної підготовки студентів.
Рівень викладу матеріалу відповідає сучасним вимогам.
Методичний посібник рекомендується до видання.
"Будівлі та споруди" ДВГУПС ________________ П.Я. Гртгор'єв
Професор кафедри "Будівлі та споруди" ДВГУПС, Григор'єв В.А.
Я. ВИПРОБУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ. Методичний посібник з виконання лабораторної роботи – Хабаровськ: Вид-во ДВГУПС. 2005 р. іл.
Викладено питання теорії та практики випробування конструкцій динамічними навантаженнями. Наочно показаний конкретний приклад випробування конструкції з її фізичної моделі динамічним навантаженням. Наведено деякі відомості, необхідні статистичної обробки результатів досліджень. Наведено приклад заповнення журналу випробування.
Методичний посібник призначений для студентів спеціальності 2903 "Промислове та цивільне будівництво", 2915 "Експертиза та оцінка нерухомості" всіх форм навчання.
Ó Вид-во Далекосхідного державного університету шляхів сполучення (ДВГУПС), 2005
1. ЦІЛІ ТА ЗАВДАННЯ ВИПРОБУВАНЬ КОНСТРУКЦІЙ ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ. 7
2. ВИПРОБУВАННЯ МОДЕЛЕЙ. 12
2.1. Завдання, які вирішуються випробуванням моделей. 15
3. ДИНАМІЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ. 15
3.1. ВИПРОБУВАННЯ НАТУРНИХ СПОРУД ДИНАМІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЙНОЇ НАВАНТАЖЕННЯМ. 16
3.2. ВИПРОБУВАННЯ КОНСТРУКЦІЙ І СПОРУД ШТУЧНО СТВОРЮВАНОЇ ВІБРАЦІЙНОЇ НАВАНТАЖЕННЯМ. 17
4. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАННЯ. 22
4.1. Експериментальне визначення частоти вільних коливань конструкції. 22
4.2. Визначення динамічних коефіцієнтів. 23
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА. "ДИНАМІЧНЕ ВИПРОБУВАННЯ СТАЛЬНОЇ БАЛКИ. ВИЗНАЧЕННЯ ПОХІДНОСТІ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИПРОБУВАНЬ". 21
4.1. Вібровимірювальні прилади. 21
4.1.1. Відомості про теорію та класифікацію приладів. 21
Техніка безпеки під час виконання лабораторної роботи
2 Цілі та завдання роботи
Обладнання та прилади.
Порядок виконання роботи
Розвитокнародного господарства України, інтенсифікація, механізація та автоматизація, виробництва викликають необхідність будівництва нових промислових комплексів та модернізацію існуючих заводів. Розширення виробництва, встановлення нового потужнішого, високопродуктивного обладнання веде до збільшення навантажень, що передаються на несучі будівельні конструкції будівель і споруд, а отже, і до все більшого впливу на них динамічних впливів, у тому числі і групових, від великої кількості однотипних машин і механізмів .
Динамічні напруги та деформації в рейках, динамічна стійкість земляного полотна та вплив динамічних впливів на розташовані поряд з шляхами будівлі та споруди є важливими проблемами для залізничного транспорту. Ці проблеми багаторазово зростають зі збільшенням швидкості руху, навантаження на вісь і вантажного потоку на сталевих і автомобільних магістралях.
Зростаюче прагнення економічному використанню забудовуваних територій веде до подальшого збільшення поверховості будівель та висоти споруд, що призводить до значного збільшення динамічної складової вітрового напору (пульсація вітру).
Частина території України піддається сейсмічним впливам: Кавказ; Камчатка; Сахалін; значна частина Хабаровського краю; Єврейська автономна область та інші райони. Всесвітній досвід, набутий в результаті катастроф від землетрусів, показав, що економічно доцільно будувати будівлі і споруди так, щоб вони успішно протистояли сейсмічним впливам з досить малою ймовірністю руйнування. З цією метою при проектуванні необхідно приділити особливу увагу до пошуків, розрахунку та конструювання, а при будівництві – до якості виконання робіт табездоганному виконанню всіх проектних рекомендацій. Будівлі та споруди з новими конструктивними схемами обов'язково повинні бути піддані експериментальній перевірці прийнятих припущень, будівельно-монтажних робіт та надійної роботи будівлі чи споруди загалом.
Велика область, пов'язана з особливістю розрахунку будівельних конструкцій на динамічні дії, ще не вивчена. Для вирішення багатьох питань потрібні подальші теоретичні та експериментальні перевірки та вивчення. Метод випробування будівельних конструкцій і споруд динамічними навантаженнями дозволяє перевірити розрахункові характеристики конструкцій, що серійно випускаються, встановити розрахункову схему побудованої будівлі або споруди і виявити взаємозв'язок між роботою окремих елементів будівлі (споруди) і деформативними характеристиками основи. Цим методом нескладно встановити міцнісні та деформативні характеристики земляного полотна на транспортних магістралях.
Роль експериментальних методів динамічними навантаженнями висока, що вимагає від майбутнього інженера хорошого знання методів проведення динамічних випробувань, уміння користуватися засобами виміру, навичок статистичної обробки отриманих результатів.
1.МЕТА ТА ЗАВДАННЯ ВИПРОБУВАНЬ КОНСТРУКЦІЙ ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ
Відповідно до об'єкта, завдань та методики експерименту, можна виділити три основні групи випробувань динамічним навантаженням:
1) випробування конструкцій існуючих будівель та споруд;
2) випробування будівельних деталей серійного виготовлення;
3) науково-дослідні випробування.
Зазначені випробування виконуються з метою:
- визначення впливу динамічних навантажень на міцність, витривалість, жорсткість та тріщиностійкістьбудівельних конструкцій;
- оцінки можливості встановлення на конструкціях механізмів, що створюють динамічні впливи, щоб не допустити резонанс та шкідливий вплив вібрацій на перебіг технологічних процесів та на умови праці, коли коливання мають негативний фізіологічний вплив на організм людини;
- розроблення заходів щодо зменшення коливань;
- перевірки розрахункових характеристик та якості, серійно виготовлених та експлуатованих конструкцій за частотою та інтенсивністю згасання власних коливань;
- перевірка наукових гіпотез;
- Перевірка несучої здатності нових винайдених конструкцій.
Перелічені цілі та завдання, природно, не вичерпують всіх питань, які ставляться практикою експлуатації будівельних конструкцій у нормальних та, тим більше, в особливих умовах роботи.
Розглянемо докладніше окремі завдання динамічних випробувань та цілі їх дослідження залежно від об'єктів.
1) Споруди та окремі конструкції, що підлягають здачі в експлуатацію.
Об'єкти, розраховані вплив динамічних навантажень (мости, конструкції низки промислових споруд тощо.), відчувають із єдиною метою перевірки їх у умовах, максимально наближених до експлуатаційних умов. При цьому визначають динамічні параметри, так, наприклад, за частотою власних коливань окремих елементів можна судити про їх жорсткість, а отже, і про відповідний модуль пружності матеріалу; за формою коливань можна виявити наявність розбіжностей між прийнятою розрахунковою ситуацією та дійсною роботою об'єкта, що досліджується, і т.д. Використовують зіставлення характеристик міцності однотипних елементів у спорудах шляхом порівняння частот і інтенсивності згасання їх власних коливань. Принезначною витратою праці та часу можуть бути, таким чином, виявлено ослаблені ділянки у досліджуваних об'єктах.