12. Методы приложения статических сосредоточенных и распределенных нагрузок
Классификация нагрузок:
Сосредоточенные нагрузки передают свое действие через очень малые площади. (давление колес железнодорожного вагона на рельсы)
Распределенные нагрузки действуют на сравнительно большой площади (вес станка передается через станину на всю площадь соприкосновения с фундаментом).
Динамические нагрузки: механические, гидравлические, пневматические и электрические (электромагнитные, электродинамические, магнито-стрикционные, пьезоэлектрические).
Для создания нагрузок при испытаниях используют штучные грузы; сыпучие материалы; емкости, наполненные водой; пневматические подушки; гидравлические и винтовые домкраты.
При проведении испытаний конструкций создаются стационарные или временные стенды. Стенд - совокупность опор и опорных устройств, на которых располагается испытуемое изделие.
Примером приложения сосредоточенных нагрузок может служить простейший случай нагружения конструкции на временном стенде.
Схема приложения сосредоточенной нагрузки
К испытуемой балке прикладывается с помощью домкрата 2, поперечных траверс 1 сосредоточенная сила. Силовая траверса 4 передает усилие на анкеры 5.
Схемы создания нагрузки на балку путем установки кирпичных или бетонных столбиков 1 (схема а) и металлических грузов (схема б).
Для создания механическими способами циклических нагрузок на конструкции, расположенные на вибростендах, вибростолах, виброплатформах, применяются центробежные и кривошипные механизмы. Скоростные и ударные нагрузки осуществляются гравитационными, маятнико - гравитационными и другими механизмами.
Гидравлические способы основаны на использовании механизмов преобразования получаемой извне энергии в энергию сжатой жидкости, преобразовании энергии сжатой жидкости в механическую энергию деформирования конструкций и преодолении сопротивления движению объекта. Наибольшей универсальностью при создании динамических нагрузок обладают электрогидравлические усилительные системы. Скоростное воздействие и удар осуществляют объемно-аккумуляторными, маховиково-насосными, циркуляционными устройствами.
Пневматический способ заключается в применении энергии сжатого газа, получаемой при взрыве или путем предварительного сжатия объемов газа. Для создания циклических нагрузок применяют струйные автоколебательные и объемно-струйные устройства. Скоростные воздействия осуществляют объемно-аккумуляторными и взрывными системами. Электрические методы преимущественно используются при создании циклических нагрузок.
При испытании реальных конструкций широко используется центробежное возбуждение. Механические вибраторы могут иметь как ненаправленный характер возбуждения, так и характер возбуждения с предварительно заданным направлением.
13. Приборы для измерения физико-механических величин при обследовании и испытании зданий.
Инженерно – техническое обследование зданий и сооружений - комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность строительных конструкций зданий с целью определения возможности их дальнейшей безопасной эксплуатации или выработки рекомендаций по их восстановлению и усилению.
Количественные и качественные значения параметров и критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий задаются в требованиях нормативных документов (СНиП, ТСН, ГОСТ, ТУ и т.д.).
К приборам механического принципа действия относятся: эталонный молоток Кашкарова, молоток Шмидта, молоток Физделя, пистолет ЦНИИСКа, молоток Польди и др. Молоток Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. При ударе молотком по поверхности конструкции образуется лунка, по диаметру которой и оценивают прочность материала. То место конструкции, на которое наносят отпечатки, предварительно очищают от штукатурного слоя, затирки или окраски. Процесс работы с молотком Физделя заключается в следующем: правой рукой берут за конец деревянной рукоятки, локоть опирают о конструкцию. Локтевым ударом средней силы наносят 10-12 ударов на каждом участке конструкции. Расстояние между отпечатками ударного молотка должно быть не менее 30 мм. Диаметр образованной лунки измеряют штангенциркулем с точностью до 0,1 мм по двум перпендикулярным направлениям и принимают среднее значение. Из общего числа измерений, произведенных на данном участке, исключают наибольший и наименьший результаты, а по остальным вычисляют среднее значение. Прочность бетона определяют по среднему измеренному диаметру отпечатка и тарировочной кривой, предварительно построенной на основании сравнения диаметров отпечатков шарика молотка и результатов лабораторных испытаний на прочность образцов бетона, взятых из конструкции по указаниям ГОСТ 28570-90 или специально изготовленных из тех же компонентов и по той же технологии, что материалы обследуемой конструкции.