Журнал лабораторных работ по курсу ОиИЗиС by Федос Игнатюк

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ________________________________________________________________________________

Кафедра «Испытания сооружений»

ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ «ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ» Для студентов направления 653500 «Строительство» специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» 270114 «Проектирование зданий»

Выполнил: Студент________________________ Института______________________ Факультета_____________________ Курса______

Группы_____________

Принял_________________________

Москва 2012

СОСТАВИТЕЛИ:

Проф., канд. тех. наук, зав. каф., науч. рук.

Ю.С. Кунин

Проф., канд. тех. наук

Л.А. Бондарович

Проф., канд. тех. наук

И.А. Горбунов

Зав.лабораторией, инженер

А.В. Ивличев

Ст.преподаватель, инженер

Атаров М.Н.

Ст.преподаватель, инженер

Шульгин П.Ю.

Рецензент Проф, канд. тех. наук

С.В. Горбатов

ВВЕДЕНИЕ Настоящий

журнал

лабораторных

работ

по

дисциплине

«Обследование и испытание зданий и сооружений» составлен в соответствии с программой указанной дисциплины и является дополнением к методическим указаниям, разработанным кафедрой «Испытания

сооружений»

Московского

Государственного

Строительного Университета. Журнал содержит общие требования к составлению и оформлению отчетов по результатам выполненных лабораторных работ. В журнале в краткой форме студент излагает суть работы с использованием эскизов, диаграмм, схем и формул. В таблицы, формы которых представлены в журнале, записываются показания измерительных приборов и результаты вычислений. Каждая лабораторная работа должна быть завершена выводами и подписана студентом и преподавателем.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 "Тензорезисторный метод исследования напряженнодеформированного состояния материала конструкций" Цель работы:___________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________. 1. Определение коэффициента тензочувствительности тензорезисторов Принцип работы тензорезистора контактные база тензорезистора провода основа ΔR = kТ ⋅ ε R где

ΔR - относительное изменение R

сопротивления тензорезистора;

тензочувствительный элемент

Рис.1.1 Схема петлевого проволочного тензорезистора

тензорезисторы

B L

kТ - коэффициент тензочувствительности тензорезистора ε - относительная линейная деформация поверхности исследуемого объекта

Рис.1.2 Схема консольной балки Рис.1.3 Эпюры моментов и деформаций равного сопротивления Параметры консоли равного сопротивления: L E = 2,1 ⋅ 10 5 МПа ; = 11,5 ; h = 5 ⋅ 10 −3 м B Результаты измерений обрабатывать в следующем порядке (данные обработки следует привести в таблице 1.1): 1) δ j,i - отсчет по прибору для тензорезистора j на этапе i нагружения; 2) Δ = δ − δ - абсолютная величина разности отсчетов; j ,i

j ,( i −1)

j ,i

3) Δ j ,ср = 5)

∑ Δj, i i =1

; 4) Δ ср =

∑Δ j=1

j,ср

; где n – количество тензорезисторов

ΔR = Δ ср ⋅ C , где С - цена деления прибора в единицах относительного R ср изменения сопротивления; С = 4 ⋅10 −6 ;

6) ε =

6⋅F ⋅L - относительная линейная деформация консоли равного E ⋅ h2 ⋅ B

7) kТ =

(ΔR R )ср ε

сопротивления от нагрузки F - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов; 9) (Δ ср − Δ j ,ср ) ; 2

8) Δ ср − Δ j ,ср ;

∑ (Δ n

10) SkT = 11) ν kT =

i =1

− Δ j , ср )

ср

- среднеквадратическое отклонение;

n −1

SΔ Δ ср

- коэффициент вариации результатов измерений; Таблица 1.1 1

Нагрузка δ1,i 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 F=10 Н 2F=20 Н F=10 Н 0 ∆j,ср ∆ср-∆j,ср (∆ср-∆j,ср)2

∆1,i

Отcчеты по тензорезисторам 2 3 δ2,i ∆2,i δ3,i ∆3,i

Δ ср =

ΔR = R ср

ε=

kТ =

S kT =

νk =

4 δ4,i

∆4,i

2.Определение напряженно-деформированного состояния пластины точки приложения нагрузки 5

ε 2(σ2) ε 90 тензорезисторы

ε 45

ε 1(σ1)

α(+) ε0

тензорозетки

Рис.1.4 Модель пластины из оргстекла

Нагрузка

Т 0° Отсчет Разность по отсчетов ∆ прибору

Рис.1.5 Схема прямоугольной тензорозетки Таблица 1.2 Тензорезисторы Т 45° Т 90° Отсчет Разность Отсчет Разность по по отсчетов отсчетов ∆ ∆ прибору прибору

F=0 F=10 Н ε=

Δ ⋅C kT

⎛ 2ε − (ε 0° + ε 90 ° ) ⎞ ⎟⎟ arctg ⎜⎜ 45° ε ε − 0 ° 90 ° ⎝ ⎠ α= =__________________________________________; 2 ε −ε ⎞ 1⎛ ε 1 = ⎜ ε 0° + ε 90° + 0° 90° ⎟ = ___________________________________________; 2⎝ cos 2α ⎠

1⎛ 2⎝

ε 2 = ⎜ ε 0° + ε 90° − σ1 =

ε 0° − ε 90° ⎞ ⎟ = ________________________________________; cos 2α ⎠

E (ε 1 + μ ⋅ ε 2 ) = _______________________________________________; 1− μ2

E (ε 2 + μ ⋅ ε 1 ) = ______________________________________________; 1− μ2 где Е= 3⋅10 3 МПа – модуль упругости оргстекла; μ = 0,36 – коэффициент Пуассона; ε1, ε2, σ1, σ2 – главные деформации и главные напряжения в месте испытания;

σ2 =

Подпись преподавателя_______________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 "Ультразвуковой импульсный метод исследования свойств строительных материалов в образцах, конструкциях и сооружениях" Цель работы:_________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 1. Определение динамического модуля упругости материалов 1 E ДИН = V 2 ⋅ ρ ⋅ , k где E ДИН - динамический модуль упругости; V - скорость ультразвукового импульса; ρ - плотность материала; k - коэффициент формы образца. Таблица 2.1 № Наименование База L, Время t, Скорость Плотность Един, . 2 4 -6 ρ, Н с /м МПа п/п материала м 10 с V, м/с 1 Бетон 2,37·103 1,76·103 2 Кирпич (глин) 1,85·103 3 Кирпич (сил) 1,20·103 4 Гипс 1,93·103 5 Графит 2. Определение прочности и класса бетона Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной градуировочной зависимости по измеренной скорости ультразвука (рис.2.1). R, МПа 35

15 3500

V, м/с 4000

4500

5000

Рис.2.1 Градуировочная зависимость “скорость УЗК - прочность бетона” Примечание: Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ультразвуковых неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава, что и бетон конструкции.

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с использованием формул: n

∑R

i =1

=_____________________;-среднее значение прочности бетона, МПа;

∑ (R − R ) n

i =1

=_______________; - среднеквадратическое отклонение, МПа;

n −1

S =____________________; - коэффициент вариации прочности бетона; R B* = R (1 − 1,64υ ) = _________________________;- фактическая величина, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В, МПа. B - класс бетона по СП 52-101-2003 Rb - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 2.2

ν=

№ База опыта L, м

Прочность Время R − Ri , ( R − Ri ) 2 , S Скорость, t, Ri, V, м/с МПа МПа МПа 10-6 с МПа

Rb, B*, B, МПа МПа МПа

1 2 3 4 5 Выводы о прочности бетона:

точки прозвучивания

приемник УЗК

излучатель УЗК

3. Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом сквозного прозвучивания: Содержание и порядок работы: 1 2 3 Последовательно прозвучивая конструкцию в каждом створе узлов сетки, получить значения скоростей ультразвука. Наличие 4 5 6 дефекта определить, сравнивая значения полученных скоростей.

Рис.2.2 Выявление дефектов при сквозном прозвучивании

Таблица 2.3 № точки прозвучивания Время прохождения ультразвука ti, мкс База прозвучивания L, м Скорость ультразвука Vi, м/с Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

4. Определение наличия и места расположения дефектов в конструкции методом поверхностного прозвучивания (продольного профилирования) Порядок работы: последовательно измерить время распространения УЗК при линейном удалении приемника от излучателя с постоянным шагом; заполнить таблицу, построить и проанализировать график (Рис. 2.3) изменения времени прохождения УЗК от базы прозвучивания.

250 200

t, мкс

150 100

излучатель УЗК

L, см 10

приемники УЗК

Рис.2.3 Метод продольного профилирования: вверху – годограф скорости ультразвука; внизу – схема расстановки ультразвуковых излучателя и приемника колебаний Таблица 2.4 № точки прозвучивания 1 2 3 4 5 6 База прозвучивания L, см 10 20 30 40 50 60 Время прохождения ультразвука t, мкc Выводы о наличии дефекта и месте его расположения

Подпись преподавателя_______________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Lp L

I-I

"Освидетельствование элементов сооружения на примере железобетонной балки" Цель работы:________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 1.Определение геометрических характеристик балки

Рис.3.1 Схема обследуемой балки с указанием геометрических размеров Таблица 3.1 L b h Lp Размеры балки, м 2. Определение прочности бетона в опасном сечении Определение прочности бетона конструкции проводят согласно ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 17624-87, с помощью ультразвукового прибора, способом сквозного прозвучивания. Определение класса бетона проводят по формулам: n

∑ Ri i =1

= ___________________; S =

∑ (R − R )

i =1

n −1

= __________________;

S =____________________; B* = R (1 − 1,64υ ) = __________________; R B - класс бетона по СП 52-101-2003; Rb - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 3.2

ν=

№ b, м опыта

1 2 3 4 5 6

t, мкс

V, м/с

Ri, МПа

R − Ri , ( R − Ri ) 2 , S МПа МПа МПа

Rb, B*, B, МПа МПа МПа

3. Определение характеристик армирования железобетонной балки Фактические характеристики армирования определяют с помощью электромагнитного прибора согласно ГОСТ 22904-78. Для определения величины защитного слоя бетона hЗС .и диаметра арматуры d регистрируются показания прибора при расположении датчика над арматурным стержнем без пластины под зондом (h1) и с пластиной толщиной ∆(h2) на всех диапазонах измерения прибора. Результаты фиксируются в табл. 3.3. рабочая арматура

hз.с.

h a h0

d h2

датчик

пластина

рабочая арматура

датчик

Рис.3.2 Схема определения диаметра арматуры и величины защитного слоя бетона железобетонной балки. Таблица 3.3 Диапазон h1, h2, (h2- h1) Выводы: измерений, мм мм мм мм 6 8 10 12 14 16

n=_________________шт.; Δ=_________________мм; d=_________________мм; hз.с.=_______________мм; а = hз.с + d/2=________мм; h0= h-a=____________мм; Аs=________________мм2; Rs=________________МПа.

Примечание: Класс рабочей арматуры определяется после вскрытия бетона или по результатам исследования методами проникающих излучений по типу периодического профиля.

4. Определение наличия дефектов Видимые дефекты и повреждения выявляются в ходе визуального осмотра. Результаты заносятся в дефектную ведомость (табл.3.4) и показываются на схеме балки. Таблица 3.4 № п/п Описание дефекта Место расположения дефекта 1 2 3 4

Рис.3.3 Схема балки с указанием дефектов и повреждений 5. Расчетная схема конструкции Lp=

Рис.3.4 Расчетная схема балки с указанием действующих нагрузок Примечание: Вид и величина нагрузки задается преподавателем M

МMAX =__________кН·м; Рис.3.5 Эпюра изгибающих моментов 6. Проверка прочности нормальных сечений Расчёт прочности балки проводится с помощью блок-схемы.

ξR=0,8/[1+RS/700]=

M, h0, b, AS, RS, R b, γb1

RSA S = γb1Rbb

XR=ξRh =

X<X R Да

Нет ΜU =Rb γb1 b XR(h0-X2 )= R

Нет Прочность сечения не обеспечена

ΜU =RS AS (h0-X2)=

M<MU Да

Прочность сечения обеспечена

Примечание: М – изгибающий момент в опасном сечении от внешней нагрузки Ми – максимальный момент в опасном сечении, который по расчету может выдержать балка γ b1 = коэффициент условий работы бетона, γ b1 = 0,9

Выводы в соответствии с ГОСТ Р 53778-2010:____________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя__________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 "Статические испытания монорельсового пути" Цель работы: ________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

y A

Тележка

Балка 10

z Прогибомеры

п-1

п-2

L=1,5м

L =1,0м

L=1,5м

п-3

L=3,0м

Т7

20 20 20 20 20

Т8

Т6 Т5 Т4 Т3 Т2

Тензорезисторы

Т1

Рис.4.1 Схема монорельсового пути и расположения измерительных приборов 1.Определение прогиба балки с учетом осадки опор ось балки до загружения

K VK

B VB

ось балки после загружения

Теоретическое значение F ⋅ L3 теор = = f 48 ⋅ EI x Экспериментальное значение f экс = VD −

VB + VK = 2

Рис.4.2 Схема определения прогиба балки Таблица 4.1 № прогибомера

Отсчеты по прогибомерам, мм F=0

разность F=2500, H отсчетов, ∆, мм

Вычислить прогиб, f экс , мм

прогиб, f теор , мм

f экс k f = теор f

п-1 п-2 п-3

2. Определение напряжений в середине пролета балки Экспериментальные значения напряжений вычисляются по формуле: Δ ⋅c ⋅ E σ z экс = kТ ;

- где Δ - разность отсчетов по тензорезисторам; c - цена деления прибора в единицах относительного изменения сопротивления, c = 4 ⋅10 −6 ; E – модуль упругости стали, Е=2,1.105 МПа; k T - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов (см. л/р №1) k T =___.

σ z теор =

M ⋅ yk Ix ;

F ⋅L = 4 - где ______ - теоретическое значение момента в середине пролета; L = 3,0 м ; ; Ix= 198·10 - 8 м4; y k - расстояние от нейтральной оси до точки, в которой определяются напряжения Таблица 4.2 M =

№ тензорезистора

Отсчеты по тензорезисторам при: F=0

F=2500,H

Вычислить разность отсчетов, ∆

напряжение напряжение σ Z экс , МПа σ Z теор , МПа

kσ =

σ Z экс σ Z теор

1 2 3 4 5 6 7 8 Построение эпюр напряжений для сечения в середине пролета балки

7 σz

экс

1 14

8 6 5 x 4 3 2 y

7 σz

теор

8 6 5 x 4 3 2 y

3. Построение линии влияния изгибающего момента для сечения в середине пролета балки Экспериментальное значение изгибающего момента вычисляется по формуле: Δ ⋅ c ⋅ E ⋅WX экс MZ = ; kТ - где M Z

экс

– экспериментальное значение изгибающего момента в середине

пролета при различных положениях груза F. c - цена деления прибора; E – модуль упругости стали; k T - коэффициент тензочувствительности тензорезисторов ; WX- момент сопротивления двутаврового сечения балки, WX=39,7 10-6 м3. Теоретическое значение изгибающего момента вычисляется по формуле:

MT = y ⋅ F - где y - ордината линии влияния момента в рассматриваемой точке от единичной нагрузки.

линия влияния

C yC L 2

F=1 D

исследуемое сечение

E yE

L 2

Рис.4.3 Линия влияния изгибающего момента в сечении D от единичной силы

L L ⋅ 2 2 yD = = _____________________________; L yC = yE = yA =

yD = ___________________________; 2

yD ⋅ L1 = _____________________________. L 2

№ тензорезистора

Таблица 4.3 Вычислить Положение груза на балке

F 14L

Отсчеты Нагрузка по экс Разность Н тензоре- отсчетов M z Н.м зисторам ∆

теор

Н.м

kM =

Mz Mz

экс

теор

F=0 F=2500 F=0

F 12L

F=2500

F=0

3 4L

F=2500 F=0

F L1

F=2500

Линия влияния изгибающего момента в сечении D от силы F=2500Н Экспериментальная Теоретическая

Выводы:_____________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Подпись студента______________ Подпись преподавателя_________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 "Динамические испытания балки в режиме свободных и вынужденных колебаний" Цель работы: ________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

вибромашина

тензорезисторы прогибомер

регистрирующий прибор 10

Lтензорезисторы 4

Lтензорезисторы L 4 4

L 4

Рис.5.1 Схема экспериментальной установки и расположения измерительных приборов

2a n

1.Определение частоты свободных колебаний балки и декремента колебаний Э

f0 = n ⋅

l2 =___________________ l1

2a1

- где f 0 экспериментальное значение частоты собственных колебаний l 1 – длина выбранного отрезка виброграммы, содержащего целое число колебаний;

l 2 – длина отрезка виброграммы, соответствующего одной секунде; n – число пиков колебаний на выбранном отрезке виброграммы длиной δ=

;

1 ln 2a1 =_______________ - логарифмический декремент колебаний, n − 1 2a n

определяющий степень затухания собственных колебаний;

l; an – амплитуда в конце выбранного отрезка виброграммы длиной l ; а1, - амплитуда в начале выбранного отрезка виброграммы длиной

E ⋅ Iy k2 ⋅π ⋅ f0 = =___________________________________ 2 ⋅ L2 m k – коэффициент, зависящий от формы колебаний и численно равный числу длин полуволн балки; L= 3,75м – длина балки; m=9,46 Н·с2/м2 - погонная масса балки; Е=2,1·105 МПа – модуль упругости стали; Iy=17,9·10-8 м4 - момент инерции сечения. T

№ виброграммы

Таблица 5.1 Вычислить Схема колебаний

, l 2 , 2а1, 2аn, мм мм мм мм

f0 , f0 Гц Гц

f0 , kf = T f0

Виброграмма 1 2. Определение резонансных частот колебаний балки fB. № виброграммы

Cхема колебаний

, мм 1

Таблица 5.2 Вычислить

, мм 2

f В , Гц

f 0 , Гц

f k f = 0T f0

Виброграмма 2

Виброграмма 3

3. Определение динамического коэффициента Kд и динамического прогиба Yд. Динамический коэффициент определяют по формуле: 1 Kд = =_______________________________; (1 − ( f Вэ / f 0э ) 2 )2 + ( f Вэ / f 0э )2 ⋅ δ 2 / π 2 Динамический прогиб: T

Yд = YCT ⋅ K д =_____________ T

Y - где CT - теоретическая величина статического прогиба в предположении статического действия силы, возникающей от вращения эксцентриков вибромашины. Pmax ⋅ L3 Т YCT = =____________________________; 69,82 ⋅ EI y - где Pmax - сила, возникающая от вращения эксцентриков вибромашины.

Pmax = 2m0 ⋅ ω В ⋅ r0 =_____________________; - где m0=0,15кг – масса каждого из эксцентриков вибромашины; r0 = 1,44·10-2 м – радиус вращения центра массы эксцентрика; ω В - круговая частота вращения вибромашины; 2

ω В = 2π ⋅ f В Э =_________________________; Э

- где f В – частота вынужденных колебаний, Гц

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6 “Механические неразрушающие методы определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооружений” Цель работы: ________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ .Определение прочности и класса бетона ударно-импульсным методом.

пружина корпус боек

Метод ударного импульса заключается в регистрации H энергии удара, возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона. Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной электронныйградуировочной зависимости блок (рис.6.2).

экран

пьезоэлектрический элемент ударник образец

Рис.6.1 Принципиальная схема ударно-импульсного метода Аналитическое выражение градуировочной зависимости характеристика – прочность бетона»

«условная

R = −17,607 + 0,654 ⋅ H

H, усл.ед.

- где Н – условная характеристика полученная по прибору R, МПа 45 40 35 30 25 20 15 10 5 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 Рис.6.2 Градуировочная зависимость «условная характеристика – прочность бетона» Примечание: Градуировочная зависимость получена ранее по результатам ударноимпульсных неразрушающих и стандартных разрушающих испытаний контрольных кубов того же состава, что и бетон конструкции.

Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул: n

∑R i =1

=_____________________;-среднее значение прочности бетона, МПа;

∑ (R − R ) n

i =1

=_______________; - среднеквадратическое отклонение, МПа; n −1 Выполняется “отбраковка” анормальных результатов измерений:

[R − R ] =

MAX

=__________________________________________; S - где Ti – критерий “отбраковки” i-го результата испытаний. Результат не учитывается при расчете, если Ti>Tk (где Tk – контрольная величина, определяемая по таблице 6.1). Таблица 6.1 Количество результатов испытаний 3 4 5 6 7 8 Tk 1.74 1.94 2.08 2.18 2.27 2.33 S ν = =____________________; - коэффициент вариации прочности бетона; R B* = R (1 − 1,64υ ) = _________________________;- фактическая величина, соответствующая классу бетона по прочности на сжатие В, МПа. B - класс бетона по СП 52-101-2003 Rb - расчетное сопротивление бетона по СП 52-101-2003 Таблица 6.2 № опыта

Условная Прочность хар-ка, Ri, МПа H, усл.ед

R − Ri , МПа

( R − Ri ) 2 , МПа

S МПа

B*, МПа

B, МПа

Rb, МПа

1 2 3 4 5 Вывод о прочности бетона: 2.Определение прочности и класса бетона методом упругого отскока. Метод упругого отскока пружина заключается в измерении корпус величины обратного отскока ударника после соударения его с h поверхностью бетона. боек шкала Прочность бетона в образце или конструкции определяется по ранее установленной ударник ползунок градуировочной зависимости образец (рис.6.4). Рис.6.3 Принципиальная схема метода упругого отскока

Аналитическое выражение градуировочной зависимости «величина отскока – прочность бетона»

R = −18,630 + 1,487 ⋅ h

h, усл.ед.

- где h – величина отскока полученная по прибору R, МПа 50 45 40 35 30 25 20 15 10 20 25 30 35 40 45 Рис.6.4 Градуировочная зависимость «величина отскока – прочность бетона» Фактический класс бетона определяют по полученным результатам статистических расчетов с учетом формул: n

i =1

∑ (R − R ) n

∑ Ri =_____________________;

n Выполняется “отбраковка” соответствиис таблицей 6.1:

[R − R ] T =

i =1

=_______________; n −1 анормальных результатов измерений в

MAX

ν=

=____________________;

S =____________________; B* = R (1 − 1,64υ ) = _______________________; R Таблица 6.3

№ опыта

Величина Прочность отскока, Ri, МПа h, усл.ед

R − Ri , МПа

1 2 3 4 5 Вывод о прочности бетона:

( R − Ri ) 2 , МПа

S МПа

B*, МПа

B, МПа

Rb, МПа

10мм

3. Определение поверхностной твердости металла методом пластической деформации. Метод пластической деформации основан на сравнении размеров отпечатка, который остался на поверхности материала и на поверхности эталонного стержня, после соударения с ними стального шарика, при известной твердости эталонного стержня. F стержень I-I dэт 10мм I эталон D=10мм I шарик образец dm

Рис.6.5 Принципиальная схема определения твердости металла с помощью прибора Польди Обработку полученных результатов проводят по следующим формулам: D − D 2 − d 2 эт

HBi = HB эт

D - D2 − d 2m

;

- где HBi - твердость металла конструкции на i-том участке испытаний;

HB эт = 1720МПа – твердость эталонного стержня; D =10мм - диаметр шарика; d эт - диаметр отпечатка шарика на эталонном стержне; d m - диаметр отпечатка шарика на металле конструкции. n

HB =

∑ HB i =1

=_________ - среднее значение твердости металла конструкции; n Β = к ⋅ HB = ___________ - временное сопротивление металла конструкции; - где к =0,35 – коэффициент для малоуглеродистых сталей. Таблица 6.4 Диаметры отпечатков Твердость № на эталоне на металле Β , МПа HB , МПа HBi , МПа удара d m , мм d эт , мм 1 2 3 4 5 Вывод:

Выводы: ____________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Подпись студента_______________ Подпись преподавателя_______________

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение............................…..................…………..………………………….…… 3 Лабораторная работа № 1. Тензорезисторный метод исследования напря-

женно-деформированного состояния материала конструкций……………...…. 4 Лабораторная работа № 2. Ультразвуковой импульсный метод исследования

свойств строительных материалов в образцах, конструкциях и сооружениях…7 Лабораторная работа № 3. Освидетельствование элементов сооружения на

примере железобетонной балки.....……………………..……………..............…...10 Лабораторная работа № 4. Статические испытания монорельсового пути......13 Лабораторная работа № 5. Динамические испытания балки в режиме

свободных и вынужденных колебаний………………........………………………17 Лабораторная работа № 6. Механические неразрушающие методы

определения прочности материалов в конструкциях зданий и сооружений...… 20

Подписано в печать ИОбъем 1,75 Типография

Формат 60х841/8 Тираж

Печать офсетная Заказ