Динамические испытательные нагрузки

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.

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.

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.

Неподвижная периодическая нагрузка

X = maω2cosωt;
Y = maω2sinωt;
ω − угловая скорость
1 – центр вращения;
2 – центр дебаланса

направляющая, равная Y = 2maω2sinωt (массы вращаются в противоположных направлениях); https://youtu.be/gW5SkYX9AeI https://youtu.be/M_Okv6Q4sZ8 https://youtu.be/bO35A6cdYmU

Неподвижная периодическая нагрузка

от этого зависит направление равнодействующей силы.

Неподвижная периодическая нагрузка

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.

Взрывная нагрузка

нагрузка

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

Ударная нагрузка

(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

Подвижная нагрузка

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).  

Сейсмическая нагрузка

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

Сейсмическая нагрузка