Контрольно-измерительные приборы фирмы НВМ в Украине Экспериментальное определение напряжений в обшивке колонны
ЧП "Анвит" эксклюзивный представитель
фирмы НВМ GmbH в Украине.
Введение
Использование экспериментальных исследовательских методов в строительстве и
проектирование сооружений, особенно для оценки безопасности и состояния
строительных материалов, получили существенное распространение в последние годы
благодаря успешным выводам, основанным на результатах исследований.
{%BREAK%}Экспериментальные методы удачно дополнили существующие и проверенные
вычислительные методы. Обычно в расчетах используются ряд важных
характеристических значений, которые являются абсолютно обязательным базисом для
вычисления. Процедура требует знание не только геометрии основания и нагрузки,
но и всех характеристик материалов и опор. В действительности, бывают случаи,
когда как минимум один параметр для расчетов неизвестен или не может быть
определен точно. Экспериментальная оценка безопасности несущей опоры на
основании полезной нагрузки имеет преимущество, т.к. результаты учитывают все
свойства материалов и узлов и учитывают влияния, которые не показывается
предварительными исследованиями.
Невозможно определить безопасность несущей опоры экспериментально, без
соблюдения нескольких важных концептуальных условий. Эти условия включают
предварительные вычисления и начальные исследования по материалам, тщательно
спланированные исследования, учитывающие использованную технологию и
соответствующие меры безопасности. Основные предпосылки для практического
выполнения экспериментальной методологии – легко управляемый механизм для
изменения нагрузки, вместе с оперативной технологией измерения включая монитор,
предоставляющий мгновенное графическое отображение нагрузки, величин и реакции
структуры. Причем исследования этого вида должны проводится только опытным
персоналом, специалистами в ряде дисциплин (проектирование сооружений,
технология измерения, обработка данных).
Эта статья описывает исследование, основанное на экспериментальных методах, и
акцентирует использование технологии измерения.
Постановка задачи
Церковь святого Ульриха, рис 1, начинает свою историю с 11-го
столетия. Внизу выпуклый хор этой церкви - склеп с крестом покрытый сводом,
который подперт четырьмя облицованными колоннами с кубовидными капителями.
Четыре колонны, вероятнее всего, датируют до 11-го столетия. Тогда как песчаник
фундамента и капители колонн находятся очень хорошем состоянии, твердые пластины
облицовки имеют радиальные продольные трещины.
Чтобы определить экспериментально эффективные предельные натяжения,
возникающие в вершине и основании колонны под нагрузкой и сравнить результаты с
характеристикой величины, применимые к материалу колонны был применен метод
испытания стабильности для определения степени напряжения. Вид, показывающий
склеп в течение подготовок для эксперимента
На практике этот экспериментальный метод выполнял измерение рельефа
напряжения, когда по очереди капители колонн приподнимали гидравлическими
домкратами, таким образом, разгружая груз на колонне, пока напряжение, в каждом
конце колонки не перестало меняться. Измерения выполнялись таким образом, что
могли быть использованы в комбинации с характеристическими величинами материалов
в предварительных исследованиях, для того, чтобы вывести количественные данные и
эксцентричность нагрузки основания, чтобы оценить существующее натяжение
относительно критических пределов напряжений и определить способы для
восстановления.
Чтобы минимизировать стоимость, только одна колонна была подвергнута
испытанию. Избранная колонна была в юго-западном углу склепа, обозначена, как
колонка 2 на Рис. 3
Характеристики материалов и нагрузок
Характеристики материала были определены заранее с помощью лабораторных
экспериментов на образцах нового гипсовой облицовки с составом, который
напоминал оригинальный материал колонок. Это было достигнуто, как показано в
Рис. 4 определение нагрузки на облицовку, которая приводила к разрушению
сжимающей силой в материале в испытательной машине.
Рис 3
Характеристики для материала колонны являются:
средний модуль E = 16900 бокового коэффициента Н/мм
расширение n = 0.25, сжимающая сила fck >18.8 Н/мм и,
Разрушающее усилие εbreak 1500 × 10-6.
Рис. 4: Определение характеристики материала образцов облицовки,
напоминающего материал колонн
Оценка напряженности
До осуществления измерения напряжения, вычислили сжатие, существующее в
колонне прилагая вычисленное усилие. Приложение силы 66.5 кН и предположение
распределение общей нагрузки на площадь = 50,300 мм в вершине колонны вызвало
давление колоны σ = 1.32 Н/ мм. На основании этого давления и среднего модуля
16,900 Н/ мм определенного в лаборатории, напряжения ε = 78 ⋅10-6 = 78 μм/м
должно быть в вершине колонны. Это натяжение генерирует электрический сигнал
0.039 мВ/В (2,000 μм/м = 1 мВ/В).
Устанавливая полные мосты, каждый с двумя направлениями измерений напряжений,
с результатом измерений n = 0.25 - фактор моста 2.5, дающий увеличение в сигнале
2.5 раз, которое означает, что деформация 78 μм/м для полного моста производит
сигнал 0.098 мВ/В. Сигнал позволяет определить на базе измерений результаты в
виде деформации.
Измерение силы и перемещения в нагрузочном механизме
Каждый из четырех гидравлических цилиндров был оснащен датчиком силы C6 для
номинала 500 кНN. Использование в эксперименте сигналов для определения нагрузки
от каждого датчика и общего значения повышает точность исследований.
Для определения величины подъема применяются датчики индуктивные датчики
перемещения WA. Индивидуальные и общие смещения регистрировались.
1,2,3,4 Датчики силы
6,7,8,9 Датчики перемещения
11-18 Тензорезисторы
ЧП "Анвит" эксклюзивный представитель фирмы "НВМ" в Украине. тел (044) 451-46-99 факс (044) 537-33-05 www.anwit.kiev.ua alex@anwit.kiev.ua