Занятие 11. Силовое оборудование лабораторий по испытанию строительных материалов и конструкции

Цель работы: изучить силовое оборудование.

Вопросы для самостоятельной подготовки к работе: NN 15, 16.

Нормативное обеспечение работы (государственные стандарты):

- машины (прессы) гидравлические для статических испытаний строительных материалов на сжатие. Общие технические условия;

- Машины разрывные и универсальные для статических испытаний металлов и конструкционных пластмасс. Типы. Основные параметры. Общие технические требования;

- Динамометры образцовые переносные. Общие технические требования;

- Динамометры общего назначения. Технические условия;

- Датчики силоизмерительные тензорезисторные ГСП. Общие технические условия.

Техническое обеспечение работы:

- гидравлический пресс ПСУ-250;

- гидравлическая машина для испытания на растяжение (разрьш- ная) МР-500 (кН);

- стационарный универсальный испытательный стенд;

- стенд для испытания конструкций в горизонтальном положении;

- гидравлический домкрат системы ЦНИИСК;

- насосная станция НСР-400 с маслопроводами;

- технический манометр;

- динамометр системы Токаря.

Содержание работы

Основным оборудованием лабораторий по "спытанню строительных конструкций и материалов являются испытательные машины и npt осы._ Для проведения статических исгитзгий на сжатие, поперечный и продольный изгиб стандартных образцов, деталей, узлов и строительных конструкций используются прессы: ПММ(ИПС)-1000;500;200 и 125 (тс), универсальные испытательные машины для статических и динамических испытаний: МУЛ-200; 100;20 (тс); универсальные машины для статических испытаний на растяжение, сжатие, изгиб и загиб: УММ-200 (тс), Р-100;50;20;5;0,5 (тс); МР-0,5-1 (тс), РМУ-0,05-1 (тс); прессы для проведения статических испытаний стандартных образцов стройматериалов: П-500;250;125;50;10;5;2,5 (тс).

Когда размеры испытываемой конструкции и необходимые усилия превышают возможности прессового оборудования, испытания проводят на специальных стендах о помощью гидравлических домкратов.

Для использования в полевых условиях применяют сборно-разборные инвентарные стенды (обычно это замкнутые системы, работающие в горизонтальном положении и не нуждающиеся в фундаменте), в лабораторных условиях - стационарные стенды, монтируемые на силовой плите (полу).

Силовая плита - это железобетонный массив толщиной 1-1,5 м, выполняющий две функции: фундамента, воспринимающего все направленные вниз усилия, и анкера, воспринимающего все выдергивающие усилия.

Силовая плита армируется в продольном и поперечном направлениях, для обеспечения анкеровки в ней устраиваются анкерные щели (ручьи). Щели образуются обычно из двух мощных швеллеров, устанавливаемых параллельно с зазором около 100 мм между стенками, под швеллерами устраивается при бетонировании пустота на ширину полок для размещения в ней анкерных устройств. Швеллера усиливаются ребрами жесткости, к ним приваривается система арматурных стержней, которые способствуют более надежному закреплению ручья в бетоне. В более мопщых ручьях эти швеллера служат верхним поясом фермы с параллельными поясами, все элементы решетки которой утоплены в бетоне.

Стационарные стенды подразделяются на стенды с вертикальной и горизонтальной передачей нагрузки (рис.11.1-11.3).

На рис.11.4 показано, как имитируются шарнирно-неподвижная и шарнирно-подвижная опоры.

На рис.11.5 показана рычажная силовая установка, в которой усилия создаются не гидравлическим домкратом, а с помощью весовыхнагрузок.

Недостатком установки является большая трудоемкость при создании нагрузки, основное достоинство - знание точного значения разрушающей нагрузки (чего невозможно добиться при использовании гидравлического домкрата).

Рис.11.1. Стенд с вертикальной передачей нагрузки: 1 - испытываемая конструкция; 2 - опоры; 3 - верхняя траверса; 4 - домкрат; 5 - анкерная тяга; 6 - распределительная траверса; 7 - динамометр; 8- силовая плита

 

Рио,11.2. Стенд с вертикальной передачей нагрузки (при испытании конструкции в перевернутом состоянии). 1,2,4-8 - то же, что и на рис 11.1; 3 - анкер

Домкраты. По способу создания нагрузки домкраты делятся на гидравлические и Бинтовые. Для испытания строительных конструкций иаще всего применяют гидравлические домкраты. Их действие основано на законе гидростатического давления: сила, развиваемая домкратом, равна произведению площади поршня на давление в рабочей полости домкрата. Давление создается насосом, подающим масло. Сорта масел - ВМРЗ и МГ-30 (реже - "Индустриальное*20(20)“, веретенное, трансформаторное). Наибольшее распространение получили облегченные домкрата системы ЦНИИСК. Это - тщательно обработанные цилиндрические пары. Внешний цилиндр им^ре? два отверстия с резьбовыми штуцерами для присоединения маслопроводов от насосной станции, внутренний - является поршнем (плунжером). Грузоподъемность их - 50...500 кН, ход поршня - 100...150 мм.

Рис.11.3. Стенд с горизонтальной передачей нагрузки: 1 - неподвижные траверсы; 2 - подвижная траверса;3 - направляющие; 4 - домкраты; 5 - анкерные тяги; 6 - испытываемая конструкция

 

 

РисЛ1.4. Имитация шарнирно-неподвижной и шарнирно-подвижной

опор:

1 - точеный каток d * 50...100 мм; 2 - пластина на опоре установки; 3 - пластина на конструкции; 4 - ограничивающие стержни; 5 - сварка; 6 - уголок; 7 - бетон

Рис.11.5. Рычажная силовая установка:

1 - испытываемая конструкция; 2- опора; 3 - рычаг; 4 - анкерная тяга; 5 - грузовая площадка

 

Для использования домкрата в составе испытательного стенда егс предварительно тарируют ь комплекте с манометром • насосной станции. Суть тарировки: домкрат зажимают между плитами гидравлического пресса, и подают в него масло от насосной станции; возникающее в рабочей полости давление передается прессу, стрелка его начинает отклоняться; ступени нагружения - по 0,1 от 'максимального усилия домкрата; берут одновременно отсчеты по шкале пресса и по шкале манометра, в итоге составляется тарировочкая таблица.

Гидравлический домкрат имеет один недостаток - при его использовании нельзя точно зафиксировать значение разрушающей нагрузки (он развивает усилие только в случае, когда испытывает сопротивление со стороны конструкции; когда же оно вдруг частично исчезает (при сильных деформациях конструкции), развиваемое усилие сразу же уменьшается, и по динамометру фиксируется меньшее усилие, чем за мгновение до того, как исчезло сопротивление).

Насосная станция состоит из насоса простого действия, масляного бачка емкостью 10 л, распределительной коробки, рычага или электродвигателя и манометра. Типы насосных станций: Н0Р-4О0 (ручная) и НСП-400 (с электроприводом), 400 - максимальное давление, создаваемое насосной станцией, ат.

Станция соединяется с домкратами высоконалорными трубками из нескольких сл^ев резины и хлопчатобумажной ткани (маслопроводами), концевые участки их бронированы металлической опле^гкой.

тор; 3 - стрелка* 4 - шкала; 5 - штуцер

 

Перемещение свободного конца пружины пропорционально давле- нию жидкости внутри самой пружины. Технические манометры высокого давления имеют следующие предельные значения шкал: 60;80; 100; 120; 160;200;250;300;400 и т.д. ДО 2000 ат. Различают два класса точности: 2,5 и 4, т.е. с допуском предельной ошибки при измерении не более 2,5 и 4 %.

Динамометры бывают двух видов: стационарные и переносные. Стационарные служат для поверки рабочих переносных, которые делятся на пружинные, гидравлические и электромеханические.

В пружинном динамометре усилие передается непосредственно пружине. Между силой и деформацией пружины существует определенная зависимость.

Гидравлически^ динамометр, как й пружинный, измеряет растягивающие усилия (рис.11.7).

Рис.11.7. Гидравлический динамометр:

1 - рабочий цилиндр; 2 - поршень; 3 - серьга; 4 - измерительный цилиндр; 5 - поршень; 6 - пружина; 7 - стрелка; 8 - шкала

Различные виды электромеханических динамометров показаны на рис.11.8.

в - толстостенный цилиндр для измерения значительных сжимающих усилии

 

Литература

1. Авдейчиков Г.В. Испытание строительных конструкций [Электронный ресурс]: учебное пособие (конспект лекций). - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. – 160 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930936001.html.

2. Юдина Л.В. Испытание и исследование строительных материалов [Электронный ресурс]: учебное пособие: - М.: Издательство АСВ, 2010. - 232 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930937909.html.

3. Оценка технического состояния, восстановление и усиление оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. В 2-х частях. Ч.1. Оценка технического состояния оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. Под ред. А.И. Бедова [Электронный ресурс]: учебное пособие: - М: Изд-во АСВ, 2014. - 704 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785432300249.html.

4. Ушаков И.И., Мищенко В.Я., Ушаков С.И. Коррозионные повреждения стальных конструкций и основы диагностики [Электронный ресурс]: учебное пособие: - М.: Издательство АСВ, 2013. - 144 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930939248.html.

5. Житушкин В.Г. Усиление каменных и деревянных конструкций [Электронный ресурс]: учебное пособие. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. - 112 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN978930936575.html.

6. Добромыслов А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений [Электронный ресурс]: справочное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. - 304 с. / Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN5930934371.html.