Динамические испытательные нагрузки

1. Практическое занятие 5

Динамические
испытательные
нагрузки

2. Цель и задачи работы Цель работы – ознакомление с методами и устройствами создания динамических нагрузок при испытаниях

строительных
конструкций.
Учебные вопросы.
1 Неподвижная периодическая нагрузка.
2 Кратковременная нагрузка (взрыв).
3 Ударная нагрузка.
4 Подвижная нагрузка.
5 Сейсмическая нагрузка.

3. Цель и задачи работы Цель работы – ознакомление с методами и устройствами создания динамических нагрузок при испытаниях

строительных
конструкций.
1 Неподвижная периодическая нагрузка создается
неуравновешенными массами вращающихся частей.
2 Кратковременная нагрузка характерна почти мгновенным
действием, т.е. быстрым развитием и быстрым исчезновением
(взрыв).
3 Ударная нагрузка характеризуется резким изменением скорости
ударяемого тела. Ударную нагрузку создают падающие тела,
всевозможные копры, молоты и т.д.
4 Подвижная нагрузка постоянного или переменного значения,
меняющая свое положение на сооружении (поезда, автомобили,
мостовые краны и т.д.).
5 Сейсмическая нагрузка - это беспорядочное движение почвы,
толчки, удары и т.д.

4. Неподвижная периодическая нагрузка создается неуравновешенными массами вращающихся частей. Имитируют такие нагрузки следующими

Неподвижная периодическая нагрузка
Неподвижная периодическая нагрузка создается
неуравновешенными массами вращающихся частей.
Имитируют такие нагрузки следующими способами
- с помощью вибромашин (механический метод) и
- гидравлических домкратов с пульсирующим действием
(гидравлический метод).
Основным элементом вибромашин является неуравновешенная
масса (дебаланс, эксцентрик), приводимая в движение
электромотором. Есть машины с одним, двумя и восьмью
эксцентриками:
с одним эксцентриком она ненаправленного типа, колебания
возбуждаются в направлении двух координатных осей.
X = ma 2cos t;
Y = ma 2sin t;
угловая скорость
1 – центр вращения;
2 – центр дебаланса

5.

Неподвижная периодическая нагрузка

6. с двумя эксцентриками она  с заданным направлением возбуждения, возникает вертикальная направляющая, равная Y = 2ma2sint

Неподвижная периодическая нагрузка
с двумя эксцентриками она с заданным направлением возбуждения,
возникает вертикальная направляющая, равная
Y = 2ma 2sin t (массы вращаются в противоположных направлениях);
https://youtu.be/gW5SkYX9AeI
https://youtu.be/M_Okv6Q4sZ8
https://youtu.be/bO35A6cdYmU

7. с восьмью эксцентриками; каждая из масс может вращаться в двух направлениях от этого зависит направление равнодействующей

Неподвижная периодическая нагрузка
с восьмью эксцентриками; каждая из масс может вращаться в двух
направлениях от этого зависит направление равнодействующей силы.

8. Вибромашина для испытаний, закрепленная на крыше здания

Неподвижная периодическая нагрузка
Вибромашина для испытаний, закрепленная на крыше здания

9. Кратковременная нагрузка характерна почти мгновенным действием, т.е. быстрым развитием и быстрым исчезновением (взрыв). При

Взрывная нагрузка
Кратковременная нагрузка характерна почти мгновенным действием,
т.е. быстрым развитием и быстрым исчезновением (взрыв).
При классификации взрывов выделяют два основных типа –
детонационный и дефлаграционный (вспышка, мгновенное возгорание).
Первый тип характерен для концентрированных взрывчатых веществ, а
также возможен в облаках газо- и паровоздушных смесей (ГПВС) при
распространении горения со сверхзвуковой скоростью. Второй тип
наблюдается только в облаках ГПВС, как правило, при скоростях горения
ниже скорости звука. Характер воздействия взрывов двух указанных типов
различен. Нагрузка при детонационном взрыве характеризуется
мгновенным приложением и малым временем действия, чем определяется
ее динамический характер. При дефлаграции действие нагрузки ближе к
статическому.

10. Изменение избыточного давления во фронте волны при: а) детонационном взрыве б) дефлаграционном взрыве

Взрывная нагрузка
Изменение избыточного давления во фронте волны при:
а) детонационном взрыве
б) дефлаграционном взрыве

11. 3 Ударная нагрузка характеризуется резким изменением скорости ударяемого тела. Ударную нагрузку создают падающие тела,

Ударная нагрузка
3 Ударная нагрузка характеризуется резким изменением скорости ударяемого
тела. Ударную нагрузку создают падающие тела, всевозможные копры, молоты и
т.д.
Незначительную нагрузку для возбуждения колебаний в лёгких и подвижных
элементах можно создать ручной трамбовкой. Для более мощных конструкций до
недавнего времени применяли падающие грузы массой 100 кг и выше с высоты
1...1,25 м (гравитационный метод); в место падения укладывали слой песка, чтобы
не было повреждений конструкции и для исключения подскока груза. Неудобства
возникают при подъёме груза. Его можно избежать при использовании падения
груза не на конструкцию, а с конструкции (нагрузка передаётся также внезапно).
Возможно использование так называемого «обратного удара» (конструкция
первоначально отклоняется от состояния равновесия, а затем внезапно
освобождается перерезанием троса).
Для горизонтальных ударов пользовались подвешенным грузом, действовавшим по
принципу «тарана». Сейчас также используют «обратный удар».
https://youtu.be/l2zr8_T0fWk
https://youtu.be/LniZRQuLrrA

12. Подвижная нагрузка постоянного или переменного значения, меняющая свое положение на сооружении (поезда, автомобили, мостовые

Подвижная нагрузка
Подвижная нагрузка постоянного или переменного значения, меняющая свое
положение на сооружении (поезда, автомобили, мостовые краны и т.д.).
При испытании сооружений и конструкций, предназначенных для пропуска
перемещающихся грузов (подкрановых конструкций, автодорожных и
железнодорожных мостов, путепроводов, виадуков, эстакад и других транспортных
сооружений), загружение производят с максимальным приближениям к
эксплутационным условиям теми же нагрузками, которые будут действовать при
эксплуатации. Существуют специальные схемы установки нагрузки (например,
Н 10, НК 30, НК 80 для автодорожных мостов) в пролётах и на опорах. При
движении нагрузки по сооружению и при остановке в необходимых, заранее
заданных положениях, снимаются отсчёты по приборам.
В 2000 г. в Лондоне построили пешеходный мост «Миллениум» стоимостью 25 млн.
фунтов стерлингов. Однако после окончания строительства выяснилось, что мост
сильно раскачивается, и его закрыли. Понадобились ещё 7 млн. на увеличение
жёсткости моста. Испытательной нагрузкой для него согласились быть архитекторы,
конструкторы-авторы моста и студенты-добровольцы. Так впервые в качестве
весовой подвижной нагрузки использовалась толпа.
https://ok.ru/video/1816197663238

13. Сейсмическая нагрузка – это инерционная сила от беспорядочного движения почвы, толчков, ударов и т.д. Относится к категории

Сейсмическая нагрузка
Сейсмическая нагрузка – это инерционная сила от беспорядочного движения
почвы, толчков, ударов и т.д.
Относится к категории таких динамических воздействий, точно предсказать
величины и характера которых невозможно. Сложно воспроизвести реальные
условия нагружения элемента сейсмической нагрузкой и по причине
ограниченности экспериментальных возможностей. Поэтому обычно вынуждены
довольствоваться результатами, которые получаются при более простых законах
воздействия, а именно при циклических нагрузках, обусловливающих
малоцикловую усталость материала, и при кратковременных импульсных и ударных
нагрузках большой интенсивности.
Испытания проводят обычно на специальных сейсмоплатформах, оборудованных
устройствами для воспроизведения таких нагрузок. Такие платформы есть в
бывших среднеазиатских и закавказских республиках и в Москве, в ЦНИИСКе. В
последнее время начинает появляться оборудование программного управления,
позволяющее «прокрутить» конструкцию или модель сооружения по программе,
составленной в соответствии с инструментальными записями движения
поверхности Земли при некоторых уже свершившихся землетрясениях, скажем,
Ташкентском, Калифорнийском и др. Сейсмоплатформа - это 6-тикомпонентный
вибростенд (линейные, колебания по направлению трех координатных осей и
вращательные колебания относительно этих осей).

14. Источники возбуждения колебаний испытываемых объектов подразделяются на естественные и искусственные. К первым следует отнести

Сейсмическая нагрузка
Источники возбуждения колебаний испытываемых объектов
подразделяются на естественные и искусственные. К первым следует
отнести землетрясения и микро- сейсмы от природных факторов, ко
вторым — все остальные.
Наибольшую информацию можно получить, используя колебания зданий и
сооружений, вызванные землетрясениями. Однако землетрясения
происходят в соответствии с законом случайных событий и для
использования их в качестве источника колебаний необходим постоянный
мониторинг, что представляет с практической точки зрения определенные
сложности.
Однако измерения колебаний зданий, вызванных реальными
землетрясениями, широко известны и используются учеными разных стран.
Натурные измерения колебаний зданий при возбуждении с помощью
взрывов проводились С. В. Медведевым, Д. Хадсоном, Дж. Олфордом и Г.
Хаузнером, Б. К. Карапетяном. Большое количество испытаний с
использованием сейсмовзрывных стендов проведено в разное время в
НИЦ 26 ЦНИИ МО РФ

15.

Сейсмическая нагрузка

16. https://youtu.be/uDzv7NmGURg https://youtu.be/Wz_L2-JeCXs

Сейсмическая нагрузка
https://youtu.be/uDzv7NmGURg
https://youtu.be/Wz_L2-JeCXs