Способ измерения напряжений в элементах строительных конструкций

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет обеспечить измерения на растянутых или сжатых балочных элементах произвольной жесткости. На выделенном участке нагруженного элемента 4 закрепляют две жестко связаные между собой накладками 6 дополнительные массы 5, в сумме превышающие массу выделенного участка. С помощью ударной нагрузки возбуждают в участке свободные колебания, замеряя частоту их основного тона чувствительным элементом. По величинам параметров элемента и измеренной частоте собственных колебаний определяют напряжения 8 нем. 6 ил. с (О (Л 5 ю Oi ОС QO СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО!.(ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 а 01 1- !/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3867391/24-10 (22) 31.01.85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Главтоннельметростроя (72) В. В. Чеботаев, A. Ф. Лорензо, В. Г. Голубов, В. Е. Меркин и В. А. Аверьянов (53) 531.781 (088.8) (56) Гельман Я. Г. и др. Напряженное состояние сборных тоннельных обделок метрополитена. Сб. № 31, М.: ЦНИИС, !959.

Патент С(ПА № 4158962. кл. 73-143, 979.

„,Я0„„1268975 д1 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАГ1РЯЖЕНИИ В ЭЛЕМЕНТАХ СТРОИТЕЛЪНЪ)Х

КОНСТРУКЦИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет обеспечить измерения на растянутых или сжатых балочных элементах произвольной жесткости. На выделенном участке нагруженного элемента 4 закрепляют две жестко связаные между собой накладками 6 дополнительные массы 5, в сумме превышающие массу выделенного участка. С помощью ударной нагрузки возбуждают в участке свободные колебания, замеряя частоту их основного тона чувствительным элементом. По величинам параметров элемента и измеренной частоте собственных колебаний определяют напряжения в нем. 6 ил.

1268975

Изобретение относится к приборостроению, в частности к способам измерения в строительных элементах, применяемых в горном деле.

Целью изобретения является обеспечение измерений на растянутых или сжатых балочных элементах произвольной жесткости.

На фиг.! изображен строительный элемент в виде арки горной крепи в ненагруженпом состоянии; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.З --- нагружение строительного элемента; на фиг.4 — выделение участка элемента для измерений; на фиг.5 — — устанонка дополнительных масс на выделенном уч астке; и а фиг.6 — возбуждение поперечных колебаний участка.

B качестве строительного элемента для измерения его напряжений взята стальная арка 1 временной крепи строящегося тоннеля. Арка выполнена из проката двутаврового поперечного сечения (фиг. и 2). После разработки и уборки породы на участок строящегося тоннеля доставляют арки, устанавливают и включают их в работу путем забивки клиньев между ними и поверхностью выработки. С течением времени установленная крепь нагружается развивакгщимся горным jlàâëåíèå до определенной величины (фиг.3), вызывающим напряжения в элементе.

Для проведения измерений напряжений в нагруженном элементе на нем выделяется с помощью меток 2 участок длиной 1, свободный от внешних воздействий, на нейтралыгой оси 3 по стенке 4 двутавра (фиг.4) .

Иа выделенной части длины элемента закрепляют две дополнительные массы 5 (фиг.5). Указанные массы в сумме должны превышать массу выделенного участка элемента для обеспечения возникновения свободных колебаний на ограниченном этими массами участке. Кроме того, дополнитеьные массы 5 жестко связаны между собой с помощью металлических накладок 6 для обеспечения постоянства длины выделенных чч астков.

B выделенной части элемента длиной возбуждают свободные колебания с помощьк> ударной нагрузки Q (фиг.6) и измеряют частоту колебаний с помощью чувствительного элемента (катушки с сердечником), соединенного с частотомером. При этом чувствительный элемент должен быть жестко связан с дополнительными массами 5 для исключения измерения колебаний дополнительных M B cc.

Затем определяются напряжения о в строительном элементе путем подстановки вепичин параметров арки и измеренной частоты собственных колебаний выделенного участка стенки двутавра по формуле где a — напряжение в элементе, МПа;

a«p — критическое напряжение продольного изгиба свободного участка между инерционными массами, МПа;

1 — длина -свободного участка между инерционными массами, м; — из мерен н ая частота колебан и и основного тона, Гц; и — эмпирический коэффициент, зависящий от профиля элемента и крепления дополнительных инерционных масс, определяемый при градуировке, МПа )< с /к .!

Формула изобретения

a = — о«р — а1 f

40 где о — напряжения в элементе, МПа;

a«p — критическое напряжение продольного изгиба свободного участка между инерционными массами, МПа;

1 — длина свободного участка между инерционными массами, м; — измеренная частота колебаний основного тона, Гц;

a, — эмпирический коэффициент зависящий от профиля элемента и крепления дополнительных инерционных масс, определяемый при градуировке, МПа )(с /м .

Способ измерения напряжений в элементах строительных конструкций, заключающийся в том, что возбуждают свободные

20 колебания элемента строительной конструкции, измеряют их частоту и по ней судят о напряжениях в элементе строительной конструкции, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерений на растянутых или

25 сжатых балочных элементах произвольной жесткости, на свободном участке элемента предварительно закрепляют две дополнитель. ные инерционные массы, жестко связанные между собой и с концами свободного участка, сумма которых превышает массу свободного участка, вычисляют критическое напряжение продольного изгиба свободного участка между инерционными массами, возбуждения колебаний свободного участка между инерцион ным и массами производят ударной нагрузкой, измеряют частоту колебаний основного тона посредством чувствительного элемента, жестко связанного с одной из инерционных масс, при этом напряжения в элементе определяют по формуле

1268975

1268975

Составитель В. Годзиковский

Редактор В. Ланко Текред И. Верес Корректор Л Тяско

Заказ 6025/43 Тираж 778 Поди ис н<н

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 (3035, Москва, Ж- — 35, Раушская наб., д. 4/5

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