Способ физического моделирования строительных конструкций

 

СПОСОБ ФШИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОН-. СТРУКЦИИ, включающий вьшолнение модели в уменьшенном масштабе, создание нагрузки на модель от её собственного веса с имитацией увеличения его путем придания модели ускорения и измерение деформаций модели, отличающийся тем, что, с целью повышения, точности моделирования и обеспечения возможности одинакового увеличения веса для всех точек модели, ускорение модели придают за счет сообщения ей колебательного движения, создаваемого путем низкочастотной вибрации.

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ- -: —:.,;." "

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3308962/29-33 (22) 26.06.81 (46) 23.03.83. Бюл..М. 11 (72) В. Л. Яструбинецкий (53) 69. 058.2(088.8) (56) 1. Питлюк. Д. А. Испытание строительных конструкций на моделях, Л.,Стройиздат, 1971, с. 52- 54.

2. Булычев В. Г. Физико-механические свойства грунтов и методы их определения, М., Госстройиздат, 1940, с. 126-131 (прототип).

„SU„„1006568 A (54) (57) СПОСОБ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СТРОИ ГЕЛЬНОЙ КОН-, С ГРУКЦИИ, включающий выполнение модели в уменьшенном масштабе, создание нагрузки на,модель от ее собственного веса с имитацией увеличения его путем придания модели ускорения и измерение деформаций модели, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения. точности моделирования и обеспечения . возможности одинакового увеличения веса для всех точек модели, ускорение модели придают за счет сообщения ей колебательного движения, создаваемого путем низкочастотной вибрации. а

1 3.006

Изобретение относится к моделированию строительных конструкций.

Известны способы физического моделирования строительных конструкций с изготовлением Моделей зданий и сооружений в уменьшенном линейном масштабе.

При этом для создания в модели напряженно-деформированного состояния, идентичного натуре, необходим пригруэ модели. Вчастности,,для имитации нагрузки 14

m собственного веса конструкции модель должна быть выполнена из более тяжелого материала, причем соотношение. обьемных весов материалов натуры и мо-: дели должно равняться линейному,мас- д штабу моделирования (при соблюдении геометрического подобия). Поскольку выполнить это треб6вание практически невоэзиожно, по известным способам создают цригруз с помощью,дополнительных грузов, рычагов, пневмо- или гидродомкратов и т.п. 51$ .

Недостатком известных способов яв- . ляется необходимость изготовления для каждой модели системы грузов, а также разли алых приспособлений, рычагов, пе« . Редаточных рам, ограждения и р.п. Кроме того, добиться равномерного распре деления нагрузки от собственного веса, как правило, не удается.,30

Наиболее близким. по техническому решению к изобретению является способ физического моделирования строительных конструкций, включающий выполнение модели в уменьшенном масштабе, создание нагрузки на модель от ее собственного веса с имитацией увеличения его путем придания модели ускорения, измерение деформаций модели. По известному способу, применяемому при исследовании физико-механических свойств грунта, образцы грунта помещают в центрифугу. При вращении образцов вокруг вертикальной оси центрифуги на них Действует центробежная сила, имитирующая увеличенный .. вес грунта 1.2 J .

Согласно известному способу коэффициент увеличения веса зависит от углово1 скорости и радиуса круга вращения. Поэ« тому при использовании этого способа для моделирования строительной конструкции в различных точках модели будут действовать различные центробежные силы, что снизит достоверность моделирования. Кроме того, соэданФе центрифуг для вращения моделей зданий, сооружений или их частей весьма сложно и вряд ли технически целесообразно.

568 2

11ель изобретения — повышение точности .моделирования и обеспечение возможности одинакового увеличения веса для всех точек модели.

Поставленная цель достигается тем, что по способу физического моделирования строительной конструкции, включак шему выполнение модели в уменьшенном масштабе, создание нагрузки на модель от ее собственного веса с имитацией увеличения его путем придания, модели ускорения, измерения деформаций .модели, ускорение модели придают за счет сообщения ей колебательного движения, создаваемого путем низкочастотной вибPBllHH„

Сущность предлагаемого способа поясняется на примере моделирования стены здания при неравномерной просадке основания.

Модель стены здания изготавливают иэ материала, физически подобного материалу натуры, например мелкозернистого бетона, а неравномерно проседаюшее основание моделируют, например, опорами с регулируемой резьбовой парой. Модель здания с основанием устанавливают на виброплощадку и жестко прикрепляют к ней. Модель оснащают механическими вибрографами. и: электротенэометрическими датчиками с записывающей аппаратурой, При включении виброплощадки модель будет совершать вынужденные гармонические колебания, например с промышленной частотой 50 Гц и амплитудой, зависящей от характеристик виброплошадки и модели.

Предварительно следует расчетом определить собственные частоты колебаний ,модели с тем, чтобы не допустить сбли- . жения частот вынужденных и собственных колебаний и заметного увеличения амплитуды колебаний.

При колебании модели всем ее час» тинам сообщается синусоидальное ускорение, максимальная величина которого равна с м, где а - амш итуда; up - уг2 ловая частота колебаний.

Например, при частоте 60 Гц и амплитуде 0,7 мм наибольшее ускорение равно

®п,ык 43;45(R0,7 7000 см/с Wg

Следовательно, в самой нижней точке, т.е. когда вектор ускорения и вектор веса модели складываются, собственный вес модели будет увеличен в 8 раэ. Для модели, выполненной с соблюдением геометрического подобия в масштабе 1:8, такое,"увеличение" scca означает и со3 1ÎÜÜÌé 4 блюдение физического подобия, что весь- ты собственных колебаний модели и, слема важно при изучении напряженно-дефор- довательно, от ее жесткостных характе-. мированного состояния строительных ристик. Затем проводят регулировку ампконструкций, в особенности, иэготав п - литуды колебаний виброплощадки так, чтоваемых из хрупких материалов типа бе- g бы в результате амплитуда колебаний тона, кирпича и т.п., в которых образова- модели. соответствовала расчетному усние трещин под. нагрузкой . вызывает су- корению. щественное перераспределение усилий и Техническая эффективность способа поэтому необходимо стремиться к созда- состоит в обеспечении равномерного раснию тех же напряжений, что и в иааф . 10 пределения дополнительной нагрузки на

При проведении испытаний вначале модель, имитирующей собственнцй вес определяют фактическую амплитуду коле- конструкции, и обеспечения тем самым баний модели с учетом динамического физического подобия модели и натуры коэффициента, который зависит от часто- по распределению нагрузки.

Составитель Б. Трусканов

Редактор Н. Егорова Техред Л.Пекарь Корректор М. немчик

Заказ 2064/45 ТираЖ 538 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4