Методика испытания и обработки результатов измерений

Испытательная нагрузка N создаётся гидравлическим домкратом ДГ5, мощностью до 50кН. Контроль величины усилия нагружения осуществляется по манометру насосной станции.

В исходном положении, которое принимают за «нулевое», задают некоторую начальную нагрузку. Ферма должна опираться на одну подвижную опору, другая при этом имеет заглушенную подвижность при помощи фиксирующих винтов.

Номера элементов, их наименование, обозначение сечений и номера точек измерения деформаций тензорезисторами записываются в протокол испытания (табл. 6.1). При начальной нагрузке снимают «нулевые» отсчеты по прибору.

Рис. 6.2. Схема расстановки тензорезисторов (сечение 1-1)

 

Нагружают ферму заданным усилием N, контролируя её величину манометром насосной станции. Записывают в протокол показания тензорезисторов во всех точках и подсчитывают разность отсчётов, вычитая из отсчёта, полученного при загружении фермы, «нулевой» отсчёт. Затем снимают нагрузку с фермы, снижая давление масла в гидродомкрате до исходной величины, и проверяют «нулевые» показания тензорезисторов.

Опыт повторяется при различных условиях опирания фермы: при снятой заглушке шарнирной опоры (опыт 2) и при эксцентриситете опорной реакции (опыт 3). Напряжения в исследуемых точках вычисляют по формуле:

(6.1)

где - разность отсчётов по прибору;

- коэффициент тензочувствительности используемого тензометрического прибора;

- коэффициент тензочувствительности тензорезистора.

Таблица 6.1.

Сечения

№ точек

Опыт I

Опыт II

Опыт III

Отсчёты при нагрузке

Разность отсчётов

s

Отсчёты при нагрузке

Разность отсчётов

s

Отсчёты при нагрузке

Разность отсчётов

s

N

N

N

 

Дальнейшая обработка результатов испытаний состоит в определении средних напряжений в сечениях элементов, фактических усилий в стержнях фермы и сравнении опытных данных с расчётными. Результаты обработки заносятся в табл. 6.2.

Таблица 6.2.

Опыт	Сечение	sВ, МПа	sН, МПа	sР, МПа	, N	, N	, N
I
II
III

 

Средние значения напряжений на уровнях верхней «В» и нижней «Н» гранях исследуемого сечения (рис. 6.3) вычисляются по формулам:

 

(6.2)

 

(6.3)

 

(6.4)

 

(6.5)

Для наглядного представления о действительной работе конструкции необходимо построить эпюры напряжений в двух сечениях исследуемых элементов (рис.6.3). Рассматривая полученные эпюры, анализируют характер распределения напряжений в сечениях, а также по длине элемента.

 

Рис. 6.3. Схема расстановки тензорезисторов

 

Порядок выполнения работы

1. Определить расчётные усилия P_Р от испытательной нагрузки N в заданных элементах фермы;

2. Снять «нулевые» отсчёты показаний тензорезисторов в сечениях элементов, приложить испытательную нагрузку N вычислить разность отсчётов и напряжения в исследуемых точках. Данные записать в протокол испытаний (табл. 6.1);

3. Определить средние напряжения в сечениях, фактические усилия в стержнях фермы и сравнить опытные данные с расчётными. Результаты обработки оформить в табл. 6.2;

4. Построить эпюры напряжений в двух сечениях, проанализировать характер распределения напряжений и сформулировать выводы;

5. Изменить условия опирания фермы, повторить измерения и их обработку. Дать сравнительный анализ полученных резльтатов.

 

Лабораторная работа №7

Построение графиков градуировочных зависимостей «R - f_c»

 

Цель работы: ознакомиться с методикой построения градуировочных зависимостей скорости распространения УЗК от прочности бетона.

Общие сведения

7.1.1. Градуировочные зависимости устанавливают в виде графика (или таблицы), построенного по уравнению, которое принимают:

а) линейного вида:

(7.1)

при максимальном отклонении прочности в сериях от средней не более чем на

 

а) экспоненциального вида:

(7.2)

где x – скорость (время) распространения ультразвука;

 

(7.3)

 

(7.4)

 

(7.5)

 

(7.6)

 

Средние значения прочности , скорости (времени) распространения УЗК (x), необходимые для определения этих коэффициентов, рассчитывают по формулам:

(7.7)

 

(7.8)

 

(7.9)

 

— средняя прочность бетонов, испытанных при установлении градуировочной зависимости, МПа;

N — число серий образцов;

R_{j ф}, x_j — единичные значения прочности и скорости (времени) распро­странения ультразвука для j -й серии образцов;

R _макс, R _мин ¾ максимальное и минимальное значения прочности по испытан­ным сериям образцов, МПа.

7.1.2. Корректировку установленной градуировочной зависимости проводят путем отбраковки единичных результатов испытаний, не удовлетворяющих условию:

(7.10)

где S — остаточное среднее квадратическое отклонение, определенное по формуле:

(7.11)

R_{j н} ¾ прочность бетона в j- й серии образцов, определенная по градуировочной зависимости:

(7.12)

После отбраковки градуировочную зависимость устанавливают заново по оставшимся результатам испытаний. Корректировку градуировочной зависимости проводят до тех пор, пока все единичные результаты испытаний будут удовлетворять условию (7.10).

7.1.3. Погрешность определения прочности бетона по установленным градуировочным зависимостям вычисляют по формуле:

 

(7.13)

 

где - среднеквадратическое отклонение коэффициента перехода (К).

Если коэф­фициент перехода не используют (при сквозном прозвучивании), то S _к = 0.

Если , то определение прочности бетона по данной методике не допускается.

7.1.4. Проверка градуировочной зависимости

Проверку градуировочной зависимости проводят не реже одного раза в 2 месяц или при изменении типа прибора и рабочей частоты преобразователей.

1. Изготовливают не менее 6 серий. Определяют в каждой серии образцов единичные значения скорости УЗК (v_j) и прочности (R_{j ф}). В соответствии с единичным значением скорости УЗК (v_j) по градуировочной зависимости определяют прочность (R_{j н}).

Вычисляют среднее значение скорости УЗК ( ) всех образцов, испытанных для проверки градуировочной зависимости.

Разделяют серии образцов на две группы. К первой группе относят серии образцов, единичные значения скорости ультразвука которых не превыша­ют . Все остальные серии относят ко второй группе.

2. Градуировочная зависимость допускается к дальнейшему примене­нию при одновременном выполнении следующих условий:

а) разность R_{j ф} – R_{j н} не имеет одинакового знака в пяти из шести последовательных серий образцов:

б)

где (7.14)

п ¾ число серий образцов, испытанных для проверки градуировоч­ной зависимости;

в) разность R_{j ф} – R_{j н} не имеет одинакового знака для серий образцов первой и второй групп.

При невыполнении хотя бы одного из условий, предусмотренных п.2, градуировочную зависимость устанавливают заново.

Порядок выполнения работы

1. По полученным данным установить градуировочную зависимость «скорость ¾ прочность»;

2. Выполнить корректировку полученной градуировочной зависимости;

3. Вычислить погрешность определения прочности бетона по установленным градуировочным зависимостям;

4. Выполнить проверку градуировочной зависимости;

5. Построить графики градуировочных зависимостей до и после корректировки.

 

Литература

1. Лужин О.В. и др. Обследование и испытание сооружений. Учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1987. – 264с.

2. Золотухин Ю.Д. Испытание строительных конструкций: Учебное пособие для вузов по специальности «Промышленное и гражданское строительство»/Ю.Д.Золотухин. – Мн.: Высшая школа, 1983. – 208с.

3. Гончаров А.А. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений/А.А.Гончаров, В.Д. Копылов. – М.: Издательский центр Академия», 2004. – 240с.

4. Золотухин Ю.Д. Испытание сооружений: Справочное пособие/Ю.Д.Золотухин, В.Ш.Страбахин. – Мн.: Высшая школа, 1992.- – 272с.

5. Лужин О.В. и др. Неразрушающие методы испытания бетона. – М.:Стройиздат, 1985. – 236с.

6. Мастиченко В.Н. Надежность моделирования строительных конструкций. – М.:Стройиздат, 1974. – 88с.

 

содержание

Предисловие……………………………………………………………………… Рабочая программа……………………………………………………………….. 1. Цель и задачи дисциплины……………………………………………….. 2. Виды занятий и формы контроля знаний………………………………... 3. Тематический план лекционного курса………………………………….. 4. Тематический план лабораторных занятий……………………………… 5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов………
КУРС ЛЕКЦИЙ Раздел 1. Метрология – наука об измерениях. Международная система единиц физических величин……………………………...…………………….
Лекция 1. Основы метрологии…………………………………………………… 1.1. Предмет и задачи метрологии…………………………………………… 1.2. Основные метрологические параметры и термины……………………. 1.2.1. Физическая величина……………………………………………… 1.2.2. Измерения, основные характеристики измерений……………… 1.2.3. Эталоны единиц физическмх величин. Поверка средств измерений………………………………………………………………………..
Лекция 2. Международная система единиц физических величин и передача из размеров от эталонов рабочим средствам измерений………………………. 1. 2. 2.1. Установление международной системы единиц СИ……………………. 2.2. Основные и дополнительные единицы…………………………………... 2.3. Производные и внесистемные единицы…………………………………. 2.4. Кратные и дольные единицы……………………………………………… 2.5. Эталоны единиц физических величин……………………………………. 2.6. Передача размеров единиц физических единиц…………………………. 2.7. Поверка и калибровка средств измерений………………………………..
Лекция 3. Погрешности измерений……………………………………………… 3.1. Классификация погрешностей измерений. Правила округления результатов измерений…………………………………………………………………... 3.2. Систематические погрешности. Способы их обнаружения и устранения.. 3.3. Случайные погрешности измерений……………………………………….. 3.4. Обработка результатов измерений, содержащих случайные погрешности 3.5. Критерии оценки грубых погрешностей (промахов)……………………… 3.6. Суммирование погрешностей измерений. Оценка результатов косвенных измерений…………………………………………………………………….. 3.7. Выбор средств измерений……………………………………………………
Раздел 2. Контроль качества конструкций и материалов………………….
Лекция 4. Система конроля качества. Виды и методы контроля……………… 4.1. Показатели качества. Службы производственного контроля…………….. 4.2. Методы контроля качества материалов по контрольным образцам……… 4.3. Методы дефектоскопии конструкций и соединений………………………
Лекция 5. Неразрушающие методы контроля………………………………….. 5.1. Классификация неразрушающих методов испытаний…………………... 5.2. Механические методы……………………………………………………… 5.3. Физические методы………………………………………………………… 5.4. Комплексные методы……………………………………………………….
Раздел 3. Методы и средства испытаний конструкций статической нагрузкой…………………………………………………………………………….
Лекция 6. Способы нагружения конструкций при статических испытаниях. Испытания строительных конструкций на моделях…………………………… 6.1. Цель и задачи испытаний статической нагрузкой. Отбор конструкций для испытаний…………………………………………………………………….. 6.2. Программа испытаний………………………………………………………. 6.3. Способы нагружения образцов. Грузы и испытательное оборудование… 6.4. Проведение испытаний………………………………………………………. 6.5. Критерии оценки результатов испытаний статической нагрузкой……….. 6.6. Основы моделирования строительных конструкций………………………
Лекция 7. Измерительные приборы для статических испытаний конструкций 7.1. Назначение и виды приборов……………………………………………….. 7.2. Приборы для измерений линейно-угловых перемещений………………… 7.3. Тензометры…………………………………………………………………… 7.4. Тензорезисторы……………………………………………………………….
Раздел 4. Методы и средства испытаний конструкций динамической нагрузкой………………………………………………………………………….
Лекция 8. Динамические нагрузки и характеристики колебаний конструкций. Механические приборы для измерений параметов динамической работы конструкций………………………………………………………………… 8.1. Цель и задачи испытаний динамической нагрузкой………………………. 8.2. Виды динамических нагрузок и характеристики колебаний……………… 8.3. Теоретические основы и классификация средств измерений параметров динамической работы конструкции…………………………………………….. 8.4. Механические приборы для измерений виброперемещений, частот колебаний и регистрации виброграмм………………………………………………..
Лекция 9. Оптические приборы, первичные вибропреобразователы для измерений параметров динамической работы конструкций. Оценка результатов динамических испытаний……………………………………………. 9.1. Оптические приборы………………………………………………………… 9.2. Вибропреобразователи и регистрирующая аппаратура…………………… 9.3. Способы нагружения и принципы размещения измерительных приборов 9.4. Оценка состояний конструкций по результатам динамических испытаний………………………………………………………………………………….
Словарь термилогических терминов……………………………………………..
Методические указания к выполнению лабораторных работ
Лабораторная работа №1. Определение прочности бетона методами неразрушающего контроля……………………………………………………………. Лабораторная работа №2. Определение модуля упругости бетона…………. Лабораторная работа №3. Ультразвуковая дефектоскопия бетона…………. Лабораторная работа №4. Определение толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры……………………………………………………………….. Лабораторная работа №5. Измерение усилия предварительного натяжения арматуры…………………………………………………………………………. Лабораторная работа №6. Статические испытания модели стальной фермы…………………………………………………………………………………. Лабораторная работа №7. Построение графиков градуировочных зависимостей «R - fc»……………………………………………………………………
Литература

 

 

 

 

Учебное издание

ПОПКОВ Юрий Викторович

КОВАЛЕНКО Александр Анатольевич

МЕТРОЛОГИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Учебно-методический комплекс

для студентов специальности 1-70 02 01

«Промышленное и гражданское строительство»

 

Редактор В. В. Рудак

Дизайн обложки В. А. Виноградовой

 

Подписано в печать 26.03.09. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Ризография. Усл. печ. л. 16,24. Уч.-изд. л. 16,04. Тираж 240 экз. Заказ № 353.

 

Издатель и полиграфическое исполнение:

учреждение образования «Полоцкий государственный университет»

 

ЛИ № 02330/0133020 от 30.04.04 ЛП № 02330/0133128 от 27.05.04

 

211440 г. Новополоцк, ул. Блохина, 29