Экспериментальное исследование взаимосвязи податливости опорного закрепления деревянной стойки на вклеенных стержнях с частотой её собственных колебаний
Оценка влияния податливости на расчетные параметры строительной конструкции. Определение частоты собственных колебаний. Применение прогибомеров Максимова с проволочной связью для оценки деформаций испытуемой стойки. График перемещений точек стойки.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.04.2019 |
| Размер файла | 977,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет, Оренбург
Экспериментальное исследование взаимосвязи податливости опорного закрепления деревянной стойки на вклеенных стержнях с частотой её собственных колебаний
Столповский Г.А., канд.техн.наук;
Романюк П.В., Романюк В.Н.
Для оценки влияния податливости на расчетные параметры какой-либо строительной конструкции наиболее подходят материалы из древесины, обладающей пониженным сопротивлением смятию и относительно низким модулем упругости. податливость строительный колебание деформация
В качестве объекта для исследований выбрана деревянная стойка, защемленная на опоре с применением наклонно вклеенных стальных нагелей по системе ЦНИИСК (см. рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема защемления деревянной стойки с применением наклонно вклеенных нагелей (лабораторная установка)
Лабораторная установка состоит из испытательного стенда, испытуемой конструкции, приспособлений для нагружения, а также измерительного оборудования и датчиков, снимающий показания.
Испытательный стенд представлен жесткой рамой с ригелями из парных прокатных двутавров 36У и стойками из парных швеллеров 20У. Для реализации жёсткого основания в пространство между нижним ригелем стенда из парных двутавров вваривается сварной двутавр из пластин толщиной 15 мм. К поясу ввариваемого двутавра с двух сторон и к поясам двутавров стенда привариваются ребра жесткости из полосовой стали толщиной 6 мм. Ребра жесткости ввариваемого двутавра и двутавров стенда объединяются дополнительной пластиной толщиной 6 мм (см. рисунок 3).
Рисунок 2 - Схема испытательного стенда
Рисунок 3 - Схема усиления рамы стенда
Для определения частоты собственных колебаний применялся следующий набор оборудования (см. рисунок 4):
- регистратор - «Байкал-8». Технические характеристики см. в приложении В;
- набор из двух пьезоэлектрических акселерометра ВС 1313. АЧХ см. в приложении Г.
- набор из трёх ёмкостных акселерометров ВС 201. АЧХ см. в приложении Д.
- датчик динамического давления PS 2001-50-01.
Рисунок 4 - Набор оборудования для определения частоты собственных колебаний, применяемый при эксперименте
Данная аппаратура для инженерно-сейсмометрических исследований обладает высокими показателями по чувствительности, частотному диапазону и простоте установке, что усложняет производство подобных приборов. Однако, среди отечественных и зарубежных производителей присутствуют подходящие решения для построения системы регистрации собственных колебаний зданий и сооружений и последующего корректного анализа их параметров.
Для оценки деформаций испытуемой стойки применяются прогибомеры Максимова с проволочной связью, установленные с помощью струбцины на вынесенной от основной конструкции деревянной стойке в количестве 3 шт. Прогибомеры установлены по высоте на расстоянии 600 мм, 1000 мм и 1400 мм от низа стойки соответственно.
Проведение эксперимента состояло из двух этапов:
- определение частот собственных колебаний стойки (см. рисунки 5, 6);
- определение податливости опорного закрепления по результатам статических испытаний (см. рисунок 7).
Протоколы проведения 1-го и 2-го этапов приведены соответственно в приложениях А и Б.
Рисунок 5 - Набор из трёх ёмкостных акселерометров ВС 201, закрепленный на оголовке стойки через магнитный кубик
Рисунок 6 - Проведение испытаний по определению частоты собственных колебаний стойки
Проведение испытаний по определению податливости опорного закрепления стойки проводились в виде статических испытаний. Нагрузка создавалась при помощи механической лебедки грузоподъемностью Q = 1 т. Перемещения определялись в трёх точках стойки при помощи прогибомеров Максимова. Фиксация параметров напряженного состояния стойки определялась при помощи тензометрической станции ММТС-64.01. Значение прикладываемой нагрузки фиксировались при помощи пружинного динамометра с максимальным значением шкалы 500 кгс.
Рисунок 7 - Общий вид лабораторной установки для проведения статических испытаний
По результатам определения перемещений был составлен график перемещений в уровне каждого из прогибомеров (см. рисунок 8).
Рисунок 8 - График перемещений точек испытуемой стойки в уровне каждого из прогибомеров
Оценка податливости опорного узла проводилась в программном комплексе SCAD 21.1.1.1 методом подбора.
Путём последовательных итераций опорному узлу стойки задавалась конечная угловая жесткость до тех пор, пока кривая перемещений расчетной модели не совпала с кривой, полученной по результатам статических испытаний стойки. Конечная угловая жесткость, при которой кривая перемещений расчетной модели совпадает с кривой, полученной по результатам статических испытаний стойки получилась равной: 1250 кН•м/рад. Соответствующая данной жёсткости податливость составляет 0,0008 рад/кН•м.
Частота собственных колебаний, определенная по результатам эксперимента составила нэксп. = 37,62 Гц, частота собственных колебаний, определенная по результатам расчета в программном комплексе SCAD 21.1.1.1 составляет нтеор. = 42,18 Гц.
Выводы
Экспериментальные исследования показали, что узел защемления деревянной стойки на наклонно-вклеенных стальных нагелях обладает податливостью, равной 0,0008 рад/кН•м.
Сравнение частоты собственных колебаний, полученных экспериментальным путём нэксп. = 38,62 Гц с частотой, полученной по результатам расчета в программном комплексе при условии абсолютно жёсткого защемления стойки нтеор. = 42,18 Гц позволяет сделать вывод о зависимости частоты собственных колебаний от податливости опорного закрепления.
Список использованной литературы
1. СП 64.13330.2017. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80. - М: ИПК Издательство стандартов, 2017. - 105с.
2. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*. - М: Минрегион России, 2017. - 145с.
3. Турковский С.Б., Саяпин В.В., Почерняев Б.Г. Соединения деревянных элементов с помощью наклонно вклеенных стержней // Тезисы докладов всесоюзного совещания «Эффективное использование древесины и древесных материалов в современном строительстве» М., 1980.
4. Турков, А.В. Способы учета податливости жесткого защемления при проведении эксперимента [Текст] / А.В. Турков, К.В. Марфин // Строительство и реконструкция. - 2015. - №1. - С. 62-64 (0,20 / 0,15 п.л. автора).
5. Дарков А.В. Строительная механика: Учеб. для строит. спец. вузов. -- 8-е изд., перераб. и доп. / А.В. Дарков, Н.Н. Шапошников // М.: Высш. шк., 1986. -- 607 с.: ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение сейсмичности строительной площадки и сбор нагрузок. Определение периода собственных колебаний и форм колебаний. Оценка влияния продольных сил в сечении колонн на динамические характеристики каркаса. Определение сейсмических нагрузок и усилий.
курсовая работа [528,8 K], добавлен 21.06.2009Определение круговой частоты вынужденных колебаний плоской рамы, равной указанному коэффициенту от частоты собственных колебаний системы. Выполнение расчётов на динамическое воздействие вибрационной нагрузки. Построение эпюры полных изгибающих моментов.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 20.11.2011Проверка несущей способности балки: прочности по касательным и нормальным напряжениям; устойчивости плоской формы деформирования; по допустимому прогибу. Прочность стойки в плоскости поперечной рамы. Проектирование узла крепления стойки к фундаменту.
курсовая работа [605,2 K], добавлен 30.07.2012Проектирование и расчет многопролетного неразрезного дощато-гвоздевого прогона. Расчет и конструирование металлодеревянной фермы. Расчет клеедеревянной стойки основного цеха, подсобного помещения, внешней клеедеревянной стойки подсобного помещения.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 02.07.2014Расчет холодного покрытия с кровлей из стали, дощатого настила и прогона. Конструирование основной несущей конструкции. Подбор сечений и определение нагрузок на элементы фермы. Расчет узловых соединений, стойки каркаса, закрепления стоек в фундаментах.
курсовая работа [203,3 K], добавлен 28.05.2015Конструктивная схема разрабатываемого здания. Расчет клеефанерной плиты покрытия. Конструирование опорного и конькового узла. Определение параметров стеновой панели с асбестоцементными обшивками, трехшарнирной рамы, а также стойки торцевого фахверка.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 28.11.2013Расчет дощатого настила из древесины под рулонную кровлю и стропильной ноги на прочность и жесткость. Определение несущей способности шарнирно-закрепленной деревянной стойки составного сечения. Проверка прочности межквартирной бетонной стеновой панели.
практическая работа [170,8 K], добавлен 14.02.2014Проектирование железобетонных конструкций зданий в сейсмических районах. Компоновка конструктивного решения здания. Определение сейсмичности строительной площадки, сбор нагрузок, периода собственных колебаний и их форм. Проверка прочности колонн.
курсовая работа [94,2 K], добавлен 21.06.2009Расчет клеефанерной панели рамы с ригелем в виде арки треугольного очертания с затяжкой. Определение параметров трехшарнирной арки, ее статический расчет и определение усилий в сечениях. Проектирование конькового и опорного узла, крепления стойки.
курсовая работа [275,4 K], добавлен 03.10.2010Конструирование крытого перрона для автовокзала. Характеристика покрытия, подбор материала обшивки, расчет прогонов. Статистический расчет поперечной рамы, особенности конструктивного расчета. Определение прочностных свойств ригеля, подкоса, стойки.
курсовая работа [156,1 K], добавлен 04.10.2010Выбор типа ограждающих конструкций. Расчет элементов теплой рулонной кровли. Проектирование утепленной кровельной панели. Расчет дощатоклееной двускатной балки. Статический расчет поперечной рамы. Расчет опорного узла левой и правой стойки рамы.
курсовая работа [351,1 K], добавлен 11.01.2013Геометрические параметры: расчетный пролет фермы, высота здания, строительный подъем, длина верхнего пояса по скату, длина раскосов и стойки. Расчет ограждающих конструкций покрытий. Определение усилий в элементах фермы. Конструирование и расчет узлов.
курсовая работа [493,3 K], добавлен 02.06.2012Применение древесины в строительстве, оценка ее положительных и отрицательных свойств. Средства соединения элементов деревянных конструкций. Расчет конструкций рабочей площадки, щита и прогонов кровли, клееной балки, центрально-сжатой стойки (колонны).
курсовая работа [306,1 K], добавлен 12.03.2015Цели и задачи испытаний конструкций динамическими нагрузками. Испытания конструкций и сооружений искусственно создаваемой вибрационной нагрузкой. Экспериментальное определение частоты свободных колебаний конструкции. Виброизмерительные приборы.
методичка [312,4 K], добавлен 13.11.2008Определение характеристик клеефанерной панели. Проверочный расчет прочности и жесткости. Расчет треугольной арки с затяжкой. Сбор нагрузки на стойку. Расчет прикрепления стойки к фундаменту. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорания.
курсовая работа [502,7 K], добавлен 09.03.2013Изготовление стойки железобетонной центрифугированной кольцевого сечения для производственных зданий, сооружений. Характеристика армирования. Технология бетона. Внутризаводское транспортирование, складирование, хранение. Ведомость оборудования и оснастки.
курсовая работа [319,4 K], добавлен 11.01.2014Определение геометрических характеристик фермы. Расчет рабочего настила. Расчет неразрезного прогона. Элементы сечения фермы. Конструирование и расчет узловых соединений. Опорный и коньковый узел. Конструктивный расчет стойки. Расчет анкерных болтов.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 14.06.2011Компоновка каркаса. Расчет поперечной рамы: сбор нагрузок, составление расчетной схемы, подготовка исходных данных. Расчет стропильной фермы. Определение расчетных длин частей колонны. Расчет связей в шатре, по колоннам, стойки торцового фахверка.
курсовая работа [626,9 K], добавлен 02.03.2012Инженерно-геологические изыскания площадки, гидрогеологические условия строительства. Анализ опасных и вредных производственных факторов при организации монтажных работ на объекте. Расчет каркаса и конструирование прикрепления стойки к фундаменту.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 09.11.2016Расчет каркаса в поперечном и в продольном направлении. Антисейсмические мероприятия при конструировании зданий и сооружений. Здания с жесткой конструктивной схемой (кирпичные). Расчет периода собственных колебаний каркаса в поперечном направлении.
контрольная работа [88,1 K], добавлен 17.12.2010
