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. Цель изобретения - уменьшение трудоемкости и расширение области применения способа за счет возможности его использования не только для конструкции из полимерных материалов, но и для конструкций из других материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией. Способ неразрушающего контроля прочности строительной конструкцией заключается в том, что до нагружения конструкции определяют места возможных максимальных перемещений, нагружают постоянной механической нагрузкой 5 - 10 раз, не превышающей ее предельного значения, а при определении величины предельной нагрузки учитывают величину перемещений. 3 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: 2006814
Класс(ы) патента: G01N3/00
Номер заявки: 4943119/28
Дата подачи заявки: 06.06.1991
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 этого 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 изобретения является уменьшение 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.
Это достигается тем, что в способе неразрушающего контроля прочности строительной конструкции определяют места возможных максимальных деформаций, в этих местах испытуемую конструкцию нагружают механической нагрузкой, не перевышающей предельного значения, и определяют величину деформации в этих местах, а о прочности конструкции судят с учетом среднего значения величины деформации.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что прикладывают механическую нагрузку постоянной величины, испытуемую конструкцию нагружают 5-10 раз, а при определении величины предельной нагрузки учитывают величину перемещения.
На фиг. 1 показан график зависимости нагрузки от перемещения; на фиг. 2 - график зависимости нагрузки от перемещения для балки перекрытия; на фиг. 3 - расчетная схема балки перекрытия.
Способ осуществляется следующим образом.
Определяют места наибольших возможных перемещений и в этих местах устанавливают измерители перемещений. Прикладывают дополнительную нагрузку, не превышающую ее предельного значения, или наоборот, снимают действующую с эксплуатируемой конструкции нагрузку n = 5-10 раз. Определяют значения перемещений Δ и ее среднее арифметическое значение .
Число нагружений выбрано n = 5-10 раз, так как при n < 5 значение перемещения заметно статистически меняется, а при n > 10 статистических изменений значений перемещений практически нет [4] .
По результатам измерений в 5-10 опытах находят значения доверительных интервалов для с вероятностью не менее 0,95
.
Строят график зависимости нагрузки Q от перемещения Δ . Через начало координат Δ- Q и найденную точку из эксперимента Δэ, Qэпроводят луч. На оси перемещений откладывают допустимое Δд, которое определяют по СН и П и другим нормативным документам. Проводят границы доверительных интервалов (3, 5) параллельно графику Δ - Q (фиг. 1). Определяют ординату точки пересечения доверительных границ наибольшего контролируемого перемещения и допустимое предельное перемещение (т. 6, фиг. 1). Значение этой координаты Qпр и будет соответствовать предельной нагрузке.
П р и м е р. Определить грузоподъемность балки из 1 N 20, пролетом l = 6 м, находящейся под нагрузкой q = 6 кН/м.
Определяют ориентировочно (теоретически) предельную нагрузку на балку из условия прочности.
qпр= (8W·Ry)/l2 , где W - момент сопротивления 1 N 20 W = 184 см3
Rд - расчетное сопротивление стали двутавра Rу = 230 МПа
qпр = (8,184·10-6·230·106)/62
= 9404 Н/м = 9,4 кН/м
Балку можно нагрузить Δ q = qпр = q, так как (9,4 > 6)
Догружают балку на 20% от Δq нагрузкой Q в середине пролета
Q = 0,2{ (Δq·l)/2} = 0,2·{ (9,4-6)·6/2} = 2 кН и измерителем перемещений измеряют 5 раз прогиб Δ. Среднее значение прогиба получается = 2,1 мм. Доверительные интервалы ± 0,08 мм (с вероятностью 0,95).
Строят график Δ - Q по точкам ноль и 2,1; 2.
Допускаемый прогиб балки Δg = = = 2 см [6] . Откладывают на оси абсцисс Δg и, если доверительные интервалы не известны, проводят доверительные границы параллельно графику Δ- Q.
Из левой доверительной точки отпускают ординату до нижней доверительной границы, ордината точки пересечения и будет предельная нагрузка Qпр. Если грузоподъемность балки определялась только жесткостью (прогибом), то найденная нагрузка и есть предельная и грузоподъемность ее qпр = 2Qпр/l. Если грузоподъемность балки определяется прочностью, что ориентировочно проверяется из сравнения Qпр с Q = 4WRy/l , то данный метод определения грузоподъемности не применим.
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 деформации учитывают величину перемещения.