Лабораторна робота №4

Тема: Техніка вимірювання напружено-деформованого стану елементів прольотних будов за допомогою механічних та електромеханічних приладів.

Мета: Ознайомитись з приладами і освоїти техніку вимірювання напружено-деформованого стану прольотної будови.

Прилади та обладнання:

1. механічний тензометр Гугенберга;

2. електромеханічний тензометр Аістова ТА-2;

3. стрілочний індикатор ИЧ-10;

4. модель прольотної будови.

1 Загальні відомості

Визначення напруженого стану будівельних конструкцій та їх елементів є одним з основних питань випробування споруд. Значення напруження визначається за формулою:

, (4.1)

де Е – модуль пружності матеріала конструкції;

ε – відносна деформація.

Прилади, якими вимірюють лінійні деформації (скорочення або подовження волокон), називаються тензометрами.

Тензометри бувають:

1. механічні (тензометр Гугенбергера),

2. електромеханічні (Аістова ТА-2, ТА-3, ТА-6, ТА-7);

3. струнні (акустичні);

4. електричні.

Вимірювання лінійних деформацій відбувається на певній ділянці конструкції, яка називається базою приладу.

В електричних тензометрах використовується залежність між деформацією та омічним опором. Електричний тензометр складається з тензорезистора та реєстрируючої установки. Тензорезистор приклеюється на випробувальну конструкцію та після прикладення навантаження деформується разом з нею. Його опір змінюється та реєстрируюча аппаратура фіксує цю зміну. Зміна омічного опору тензорезистора при деформації відбувається внаслідок змін довжини та діаметру дроту, з котрого вони зроблені. Найбільше розповсюдження одержали багатодротові тензорезистори. Прилади, призначені для роботи з тензорезисторами, працюють за принципом мосту Уітсона.

Переваги електротензометрів:

1. малі габаритні розміри;

2. стабільність показників;

3. можливість установки в важкодоступних місцях.

Недоліки:

1. релаксація дроту тензорезистора та клєйового шву;

2. одноразове використання тензорезистора;

3. неможливість використання тензорезистора після тарировки.

Широке використання в практиці випробувань мають механічні тензометри системи Гугенбергера та Аістова.

Механічний тензометр Гугенбергера (рис. 4.1, 4.2) представляє собою двійну важільну систему, змонтовану на корпусі 1. Корпус опирається на поверхню досліджуючого елементу конусом 2 та призмою 3, з якою наглухо з’єднаний важіль 4. До стійки 5 на шарнірі підвішена стрілка 6, яка з’єднана з важілем 4 з допомогою дроту 7.

Рисунок 4.1 – Тензометр Гугенбергера

δ

Рисунок 4.2 – Кінематична схема тензометра Гугенбергера

Тензометр вімиряє деформацію фібрового волокна елемента, довжина якого дорівнює відстані між призмою та конусом (база тензометра – 20.мм). Для визначення деформації волокна залізобетонного елемента використовується подовжувач. База тензометра з подовжувачем знаходиться у межах 20–250 мм.

Тензометр Аістова (ТА-2) (рис. 4.3, 4.4) складається з: корпусу 1; нерухомої 2 та рухомої 3 опорних призм; важілю 4 з електроконтактом 5 на рухомій призмі; відлікового диску з контактом 6; гвинта з високоточною різьбою 7 з електроконтактом 8; діелектричної перегородки 9; гнізда електроконтактів генератора сигналів 10; виносного коромисла з відліковою рискою 11.

Рисунок 4.3 – Електромеханічний тензометр Аістова (ТА-2)

Рисунок 4.4 – Кінематична схема тензометра тензометра Аістова

Схема моделі прольотної будови зображено на рис. 4.5.

Рисунок 4.5 – Схема моделі прогонової будови