Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности строительных конструкций, например балок, ферм, рам. Цель изобретения - снижение трудоемкости и расширение области применения способа за счет возможности его использования не только для конструкций из полимерных материалов, но и для конструкций из других материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией. Способ неразрушающего контроля прочности строительной конструкции, заключающейся в том, что до нагружения конструкции определяют места возможных максимальных деформаций, нагружают постоянной механической нагрузкой, не превышающей ее предельного значения n = 5 - 10 раз, а при определении величины нагрузки учитывают величину напряжения. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2006813
Класс(ы) патента: G01N3/00
Номер заявки: 4920713/28
Дата подачи заявки: 19.03.1991
Дата публикации: 30.01.1994
Заявитель(и): Вологодский политехнический институт
Автор(ы): Уткин В.С.
Патентообладатель(и): Вологодский политехнический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности строительных конструкций и кранов, например балок, ферм, рам и т. д. , преимущественно из материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией материала.
Известен способ исследования механических свойств конструкционных материалов с учетом истории нагружения, заключающийся в том, что изделие нагружают, регистрируют в различных его местах деформации и строят диаграммы усилия нагружения - деформации. Затем из изделия в этих местах вырезают образцы для проведения стандартных испытаний.
Недостатком такого способа является частичное или полное разрушение изделия.
Известен способ неразрушающего контроля изделий, заключающийся в том, что изделие нагружают переменной механической нагрузкой, не превышающей своего предельного значения, определяют зависимость между нагрузкой и значением измеренной деформации, сравнивают с такой же зависимостью эталонных диаграмм.
Недостатками такого способа являются необходимость наличия эталонных диаграмм, многократное нагружение переменной нагрузкой, большая трудоемкость обработки результатов измерений.
Наиболее близким к изобретению является способ неразрушающего контроля прочности изделий, заключающийся в том, что изделие нагружают переменной нагрузкой, не превышающей ее предельного значения, определяют места возможных максимальных деформаций, возбуждают в этих местах упругие колебания и определяют деформации в них и рассчитывают по формуле прочность.
Недостатком этого способа является большая трудоемкость, применимость только для изделий из полимерных материалов, способ не применим для загружения конструкций, находящихся в эксплуатации.
Требуется нагрузка максимально возможная для получения более точного значения прочности, а также разгрузка в случае действия эксплуатационной нагрузки для последующего экспериментального нагружения. Это связано с опасностью работ и необходимостью предохранительных устройств.
Целью предлагаемого способа является снижение трудоемкости и расширение области применения способа за счет возможности его использования не только для конструкций из полимерных материалов, но и для конструкций из других материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией.
В способе неразрушающего контроля прочности конструкции, по которому на поверхности испытуемой конструкции определяют места возможных максимальных деформаций, в этих местах испытываемую конструкцию нагружают механической нагрузкой постоянной величины, не превышающей предельного значения и определяют величину деформаций в местах возможных максимальных деформаций, а о прочности конструкции судят с учетом среднего значения величины деформаций, испытуемую конструкцию нагружают 5-10 раз.
На фиг. 1 показан график зависимости нагрузки от напряжения; на фиг. 2 - график зависимости нагрузки от напряжения для балки перекрытия; на фиг. 3 - расчетная схема балки перекрытия; на фиг. 4 - график.
Способ осуществляется следующим образом.
Определяют места наибольших возможных деформаций, в этих местах нагружают испытуемую конструкцию механической нагрузкой, не превышающей предельного значения (или наоборот, снижают действующую с эксплуатируемой конструкции нагрузку) 5-10 раз, определяют значение деформаций εэ в этих местах и ее среднее арифметическое значение. Находят контролируемое напряжение.
= E, где Е - модуль упругости материала.
Строят график зависимости нагрузки Q от напряжения σ. Через начало координат σ - Q и найденную точку и эксперимента (, Qэ) проводят луч. На оси напряжений откладывают σпр, которое равно пределу текучести σт - для пластичных материалов, а для хрупких материалов - равно пределу прочности σв. Для σэиσпр откладывают доверительные интервалы при вероятности не менее 0,95. Например, для сталей коэффициент - вариации ν для σт не превышает 7% и стандарт S:
S= = 0.07
По этим данным находят доверительные интервалы с вероятностью не менее 95% или принимают их равными
3˙S= 3ν˙σт Проводят границы доверительных интервалов (3', 5') фиг. 1. Определяют ординату точки пересечения доверительных границ наибольшего контролируемого напряжения и предельного наименьшего контролируемого напряжения и предельного наименьшего напряжения (т. 6, фиг. 1). Значение этой ординаты Qпр и будет соответствовать предельной нагрузке.
П р и м е р. Определяют предельную нагрузку (грузоподъемность) балки перекрытия.
Балка 1 N 20, длина балки l = 8 м; момент инерции I = 1840 см4; высота балки h = 20 см; расчетное сопротивление стали Rу = 240 МПа; предел текучести σт = 250 МПа.
На балку действует распределенная нагрузка q = 2 кн/м. Определяем (теоретически, ориентировочно, без учета снижения несущей способности за время эксплуатации в течение 30 лет):
qпр= (8·2IRy/hl2)= (8·2·1840·10-8)/(0,2·82)240·106
= 5520 н/м = 5,5 кН/м Балка недогружена на qпр - q = 5,5 - 2 = 3,5 кН/м.
Следовательно, при испытаниях можно балку либо разгружать, либо дополнительно нагружать.
Проведение испытаний.
В сечение С устанавливают измеритель деформаций (тензометр Аистова с базой 120 мм) и нагружают балку силой Q, ее значение принимают:
Ql/4= ql2/8 Qэ= (ql/2)= 11,8/2= 4,4 кН, где принимаем q = 0,2 qпр = 0,2 ˙5,5 = 1,1 кН/м.
Нагружение производят пять раз и экспериментально находят напряжение
σэ = 47,2± 2,1 МПа где 2,1 - половина доверительного интервала, найденная методом математической статистики при вероятности 0,95
σпр= σт = 250± 17,5 МПа, где 17,5 - половина доверительного интервала, найденная методом математической статистики при вероятности 0,95.
По результатам экспериментов определяют предельную нагрузку (грузоподъемность) балки (фиг. 3)
Qпр = 20,2 кН Или распределенная нагрузка
qпр= (ql·8/4l2)= 2Q/l= (2·20,2)/8= 5,1 кН/м
Предлагаемый способ удобен, безопасен и производителен при определении несущей способности конструкций, находящихся в эксплуатации, например, для стропильных ферм, блоков перекрытий зданий, пролетных строений мостов, плит и т. п. (56) Авторское свидетельство СССР N 606124, кл. G 01 N 3/00, 1974.
Формула изобретения: СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, по которому на поверхности испытуемой конструкции определяют места возможных максимальных деформаций, в этих местах испытуемую конструкцию нагружают механической нагрузкой, не превышающей предельного значения, и определяют величину деформации в этих местах, а о прочности конструкции судят с учетом среднего значения величины деформации, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и расширения области применения способа за счет возможности его использования не только для конструкций из полимерных материалов, но и для конструкций из других материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией, прикладывают механическую нагрузку постоянной величины, испытуемую конструкцию нагружают 5 - 10 раз, а при определении величины нагрузки учитывают величину напряжения.