Годограф скорости ультразвука

Анализ годографа скорости ультразвука показывает, что на исследуемом 2-х метровом участке аэродромного покрытия имеется дефектная зона размером 60см. Снижение скорости ультразвукового импульса на расстоянии от 80 до 140см от начала прозвучивания позволило сделать заключение о том, что на этом участке имеется зона поврежденного бетона (наличие непровибрированного, замороженного бетона, бетона с более низкой прочностью или с наличием дефекта).

Освидетельствование ж/б конструкций

Задача№6

Определить допускаемую нагрузку на ж/б балку после освидетельствования ее неразрушающими методами. Класс бетона балки В25.

Коэффициент условий работы бетона γ_Б=1,0.

Решение:

По СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» определяем расчетные значения сопротивления бетона на сжатие R_б=14,5 МПа и сопротивление арматуры на растяжение R_s=3355 МПа.

Расчет прочности изгибаемой балки выполняетем по нормальным сечениям.

Прочность сечения балки обеспечивается если расчетный момент М_max от внешней нагрузки не превышает расчетного момента М_u внутренних усилий относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры:

;

или относительно центра тяжести сжатой зоны бетона:

,

где x – высота сжатой зоны бетона;

A_s – площадь сечения арматуры.

Определяем площадь сечения арматуры:

.

Вычисляем значение h₀ – расстояние от центра тяжести арматуры до сжатой поверхности ж/б балки:

.

Находим высоту сжатой зоны бетона:

Определяем расчетный максимальный момент, который может выдержать балка при изгибе:

.

Максимальный изгибающий момент от действия внешне нагрузки:

Из условия равенства М_u=M_max определяем допускаемую распределенную на балку нагрузку q:

Тензорезисторные методы экспериментальных исследований конструкций

Задача №7

При градуировке партии тензорезисторов на балке равного сопротивления с помощью тензометрической аппаратуры, получены следующие результаты:

Определить коэффициент тензочувствительности тензорезисторов, если известно, что цена деления тензорезистора в единицах , .

Модуль упругости тарировочной балки, схема балки приведена на рисунке:

Решение:

Коэффициент тензочувствительности тензорезисторов определяется по формуле:

;

где - среднее значение относительного изменения сопротивления тензорезисторов;

- относительная линейная деформация поверхности балки, на которой наклеены тензорезисторы (определяется расчётным путём).

Для балки равного сопротивления значение относительной деформации может быть вычислено по формуле:

;

Для этапа нагружения F=10Н, величина относительной деформации балки будет равна:

Относительные изменения сопротивлений тензорезисторов, соответствующие приращению нагрузки F=10Н, приведены в таблице:

Номер испытания	Нагрузка F, H	Разность показаний по прибору	Среднее значение разности показаний по прибору	Среднее значение относительного сопротивления
1	10	54	54,75
2	10	55
3	10	54
4	10	56

Таким образом, коэффициент тензочувствительности тензорезисторов равен:

Задача №8

Выполнить проверку прочности консольной балки двутаврого сечении №18, если известно, что при испытаниях этой балки сосредоточенной силой P=4 кН, в нижнем волокне около защемления измеренная деформация составила =21,5·10^-5.

Предполагаемая нагрузка F_max=20кН.

Геометрические характеристики двутавра №18 J_x=1290·10^-8м⁴, W_x=143м³.

Коэффициент условий работ γ_с=1,0, расчетное сопротивление стали R_у=250мПа.

Решение:

Условие прочности балки, работающей на изгиб:

Определяем конструктивную поправку для консольной балки. Для этого находим теоретическое и экспериментальное значение максимальных напряжений при испытательной нагрузке P=4кН.

Теоретическое значение:

Экспериментальное значение:

Конструктивная поправка для вычислений напряжений:

Определяем величину максимальных нормальных напряжений при предполагаемой нагрузке F_max=20кН.

Условие прочности консольной балки для нагрузки F_max выполнено:

F_max=225,75 МПа<250·1=250МПа

Задача №9

Определить величину нагрузки вызванный этой нагрузкой максимальный прогиб стальной балки, если измерена относительная деформация ε в крайнем нижнем волокне балки в сечении, где приложена сосредоточенная сила F (ε=80·10^-5), модуль упругости стали Е=2,1·10⁵МПа.

L	2,0 м
h	0,08 см
b	0,02 см

Решение:

Для однопролетной балки с шарнирным опиранием нагруженной сосредоточенной силой в середине пролета максимальные напряжения определяются из выражения:

Следовательно, нагрузка F может быть вычислена как:

В данном случае величина максимальных нормальных напряжений σ_max определяется по закону Гука для одноосного напряженного состояния

σ_max=ε·Е;

Таким образом, значение F вычисляем по формуле:

Так как момент сопротивления прямоугольного сечения балки:

Окончательно величина нагрузки F будет равна:

Значение максимального прогиба для балки с шарнирным опиранием, нагруженной силой в середине пролета равно:

Величину момента инерции для прямоугольного сечения определяем по формуле:

Относительная величина максимального прогиба:

.

Задача №10

Тензоризистор, наклеенный в середине пролета шарнирно опертого монорельсового пути на нижнем растянутом волокне при перемещении груза в положении L/4, L/2, 3L/4, изменял свои показания в соответствии с таблицей:

Момент сопротивления сечения монорельса W_x=67,7см³, модуль упругости стали:

Е= 2,1 10⁵МПа.

Цена деления измерительного моста в единицах , , коэффициент тензочувствительности тензорезистора К_Т =2,0.

Построить линию влияния изгибающего момента монорельсового пути для сечения, в котором находиться тензорезистор.

Решение:

Для построения линии влияния изгибающего момента в середине пролета вычисляем их значения для случаев, когда груз находится в (L/4) пролета, (L/2) и (3L/4) по формулам:

где - разность показаний измерительного моста.

Линия влияния изгибающего момента для середины пролета монорельсового пути: