Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Диагностика и испытание строительных конструкций» Для студентов направления «Строительство» (стр. 2 из 8)

Включение измерителя деформаций осуществляется тумблером. После прогрева прибор сбалансируется. Затем ручкой «фазировка» производят фазовую балансировку измерителя, определяя её по максимальному раскрытию лепестков электронного индикатора. Ручкой устанавливают тензочувствительность прибора в соответствии с тензочувствительностью тензорезистора.

При выполнении лабораторных работ подключение тензорезисторов, подбор сопротивления и коммутация приборов осуществляются лаборантом кафедры; студенты должны уметь правильно определять показания приборов. Отсчёт должен состоять из 3 цифр: первая цифра принимается по показаниям короткой стрелки, а две другие цифры – по показаниям длинной стрелки на приборе, т.е. по короткой стрелке берётся грубый отсчёт, который уточняется с помощью длинной стрелки.

Общий вид тензометрической установки представлен на рис. 4.

2. Индикаторы

Для измерения небольших по величине перемещений применяют индикаторы часового типа, которые устанавливают на неподвижной опоре с упором подвижного стержня в испытываемую конструкцию или закрепляют на испытываемой конструкции с упором подвижного стержня в неподвижную точку. Поэтому индикаторы называют ещё контактными прогибомерами.

Индикаторы характеризуются ценой деления и пределом измерения. Для выполнения лабораторных работ применяют индикаторы с ценой деления 0,01 мм и пределом измерения 10мм.

Индикатор часового типа (рис.5) состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого размещается система шестерёнок. На лицевой стороне прибора под стеклом располагается кольцевая шкала и большая стрелка для показания отсчёта. Для отсчёта целых оборотов большой стрелки индикатора предусматривается вторая малая шкала со стрелкой. Через корпус проходит измерительный шток, на котором нарезана зубчатая рейка, соединённая с зубчатой шестерённой трубкой.

Принцип работы заключается в следующем. В корпусе размещён часовой механизм, преобразующий вертикальное движение штока прибора во вращательное движение указательных стрелок. Смещению штока на 1 мм отвечает один полный оборот большой стрелки или перемещение на одно деление малой стрелки.

При испытании конструкций индикаторы устанавливают с помощью специального штатива и особого кулачка-держателя, к которым прибор крепится за муфту или серьгу. Схема установки индикаторов приведена на рис.6.

Перед началом испытаний следует проверить работу установленного индикатора, для чего нужно плавно утопить на 2-3 мм, а затем отпустить измерительный шток. Если после этого стрелка индикатора будет возвращаться в исходное положение, значит, индикатор закреплён правильно. В противном же случае, его нужно жёстко закрепить в кулачке-держателе.

Индикаторами можно измерять деформации на большом участке. Для этого на конструкции неподвижно закрепляют два коротыша из стали. Расстояние между этими деталями является базой прибора. При загружении конструкции величина базы будет меняться. Изменения этой величины и будут определять ширину раскрытия трещины.

Указанный на рис. 5 отсчёт индикатора следует записать в журнале таким образом – 084, что соответствует деформации 0,84мм.

3. Прогибомеры

Для измерения перемещения какой-либо точки конструкции относительно другой неподвижной точки применяют прогибомеры, которые раньше использовали для замеров только вертикальных перемещений (прогибов), откуда и произошло их название. Устанавливают прогибомер обычно в середине пролёта конструкции и измеряют величину максимального прогиба образца. При проведении лабораторных работ применяют прогибомер с проволочной связью системы Аистова с ценой деления 0,01 мм. Схема прогибомера представлена на рис.7. Прибор имеет три шкалы: две маленькие, которые определяют прогиб в сантиметрах и миллиметрах соответственно, и одну большую, по которой уточняется отсчёт до 0,01мм. Отсчёт составляют четыре цифры: первую цифру снимают по маленькой шкале «см», принимая цифру, которую прошла стрелка; дополняют второй цифрой по маленькой шкале «мм» (аналогичным образом); уточняют отсчёт двумя последними цифрами по большой шкале, принимая их по количеству делений, указанных стрелкой.

На испытываемой конструкции в середине пролёта устанавливается струбцина, к которой прикрепляют специальную прогибомерную проволоку (имеющую очень маленькие собственные удлинения, которые практически не искажают результаты отсчёта) и через систему блоков соединяют с прогибомером. Натяжение проволоки обеспечивается с помощью закреплённого на её конце эталонного груза. Схема установки прогибомера приведена на рис.8.

Прогибомеры с проволочной связью обеспечивают достаточно высокую точность и практически неограниченный диапазон измерения перемещений.

Правильность установки прогибомера проверяя, слегка оттягивая и отпуская струну. Если при этом стрелка прибора будет возвращаться в исходное положение, то это значит, что прогибомер установлен правильно. Установка прогибомера, как и любого другого прибора, является весьма ответственной операцией, так как допущенная ошибка в установке может влечь за собой искажение результатов испытаний.

Установкой и подключение всех приборов и измерительной аппаратуры, необходимой для проведения лабораторных работ занимается заведующий учебной лабораторией или лаборант. Задача студентов заключается в понимании назначения тех или иных приборов и обучении пользовании ими.

Например, указанный на рис.7 отсчёт прогибомера следует записать в журнал – 2616.

Соблюдение требований техники безопасности при работе с приборами и измерительной аппаратурой обязательно.

4. Приборы и приспособления, рекомендуемые для экспериментальных исследований.

В зависимости от поставленных задач при проведении экспериментальных исследований потребуется различный набор приборов, оборудования и приспособлений к ним. Данный лабораторная работа содержит сведения о приборах, необходимых для проведения экспериментальных исследований, выходящих за обязательную программу студентов вузов.

4.1. Определение прочности бетона в сборных и монолитных конструкциях

В этом случае можно использовать один из приборов ПИБ или ПОС 30-МГ4. Оба прибора основаны на принципе отрыва со скалыванием по типу прибора ГПНВ 5 в соответствии с ГОСТ 22690.

ПИБ предназначен для определения прочности лёгких бетонов в диапазоне 5-40 МПа и тяжёлых бетонов прочностью 10-100 МПа. При проведении испытания на поверхности испытываемой конструкции выбирают ровный участок и пробивают отверстие глубиной 55 мм. В отверстие вставляют саморасклинивающийся анкер. Затем, вращая рукоятку поршневого насоса производят вырыв анкера. В момент разрушения бетона визуально считывают максимальное по манометру. Максимальное усилие 50кН (рис.9).

ПОС 30-МГ4 предназначен для контроля бетона монолитных и сборных железобетонных изделий и конструкций. Область применения прибора- контроль прочности бетона в диапазоне 5-100 МПа на объектах строительства, а также при обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений. Принцип действия основан на измерении усилия местного разрушения бетона при вырыве из него анкерного устройства размером 16х35 мм (диаметр х высота) и вычислении соответствующей прочности бетона по формуле. Прибор представлен на рис.10.

Оба прибора очень просты в обращении, достаточно мобильны, не требуют приложения больших усилий. Неудобством пользования приборами данного принципа является необходимость предварительной пробивки бетона для установки анкерных устройств.

Можно использовать более простой метод определения прочности бетона с помощью молотка Кашкарова, который использует ударное воздействие на бетон. (рис.11).

Молоток состоит из индентора (шарика), стакана, пружины, корпуса с ручкой, головки и сменного эталонного стержня. Металлический стержень с известной прочностью вставляют в молоток. Затем молотком наносят удар по поверхности бетона, замеряют размер отпечатков, получившихся на бетоне и стержне. Зная марку стали, из которой выполнен стержень (а следовательно, и его прочность), из соотношения диаметров отпечатков можно вычислить прочность бетона. Стержни являются расходным материалом.

В том случае, если определить марку металлических стержней к молотку Кашкарова с помощью разрывной машины не представляется возможным, то можно воспользоваться эталонометром (рис.12). Эталонный стержень с известной прочностью и стержень, прочность которого необходимо определить, вставляют в эталонометр (один под шариком, другой над шариком). Затем по наковальне эталонометра наносят удар. По соотношению отмечатков, оставшихся на обоих стержнях после удара, определяют прочность (а следовательно, и марку) материала пробного стержня.

Для оценки прочности бетона на сжатие предназначен склерометр ОМШ-1 (рис.13), который основан на методе упругого отскока. Принцип действия основан на ударе с нормированной энергией бойка о поверхность бетона и измерение высоты его отскока в условных единицах шкалы прибора, являющейся косвенной характеристикой прочности бетона на сжатие. Диапазон измеряемой прочности бетона 5-40 МПа. Прибор имеет небольшую массу, прост в применении, но определяет только поверхностную прочность бетона. Для проверки работы склерометра может служить наковальня ОН-1.