Способ физического моделирования строительных конструкций Советский патент 1983 года по МПК G09B25/00 

05

ел

05 00 Изобретение относится к моделированию строительных конструкций. Известны способы физического модел рования строительных конструкций с изготовлением моделей зданий и сооружеНИИ в уменьшенном линейном масштабе. При этом для создания в модели напряженно-деформированноГр состояния, идев тичного натуре, необходим пригруз моде ли. В частности, для имитации нагрузки от собственного веса конструкции модель должна бьпъ вьшолнена ид более тяжелого материала, причем соотношени объемных весов материалов натуры и м дели должно равняться линейному.маештабу моделирования (при соблюдении геометрического подобия). Поскольку вы полнить это требование практически невозможно, по известным способам создают пригруз с помощью дополнительных грузов, рычагов, пневмо- или гидродомкратов и т.п. ClJ . Недостатком известных способов является необходимость изгс товления для каждой модели системы грузов, а также разлшшых приспособлений, рычагов, пе- . редаточных рам, ограждения и р.п. .Кроме того, добиться равномерного распределения нагрузки от собственного веса, как правило, не удается. Наиболее близким по техническому решению к изобретению является способ 1зического моделирования строительных конструкций, включающий вьшолнение мод ли в уменьшенном масштабе, создазше нагрузки на модель от ее собственного веса с имитацией увеличения его путем придания модели ускорения, измерение деформаций модели. По известному спосо, применяемому при исследовании физико-механических свойств грунта, образцы грунта помещают в центрифугу. Пр вращении образцов вокруг вертикальной оси центрифуги на них Действует центробежная сила, имитирующая увеличенный вес грунта С2 3 . , Согласно известному способу коэффициент увеличения веса зависит от углово скорости и радиуса круга вращения. Поэтому при использовании этого способа для моделирования строительной конструкции в различных точках модели будут действовать различные центробежные силы, что снизит достовераость моделирования. Кроме того, создание центрифуг для вращения моделей зданий, сооружений или их частей весьма сложно и вряд ли технически целесообразно. Цель изобретения - повышение точности моделирования и обеспечение возможности одинакового увеличения веса для всех точек модели. Поставленная цель достигается тем, что по способу физического моделирования строительной конструк11ИИ, включающему вьшолнение 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 ви&рации. Сущность предлагаемого способа поясняется на примере Моделирования стены здания при неравномерной просадке основания. Модель стены здания изготавливают из материала, физически подобного материалу натуры, например мелкозернистого бетона, а неравномерно проседающее основание моделируют, например, опорами с регулируемой резьбовой парой. Модель здания с основанием устанавливают на виброплощадку и жестко прикрепляют к ней. Модель оснапшют механическими вибрографами, и электротензометрическими датчиками с записывающей аппаратурой. При включении виброплощадки модель будет соверщать вьшужденные гармонические колебания, например с промышленнойчастотой 50 Гц и амплитудой, зависящей от характеристик виброплощадки и модели. Предварительно следует расчетом определить собственные частоты колебаний модели с тем, чтобы не допустить сбли- жения частот вынужденных и собственных колебаний и заметаого увеличения амплитуды колебаний. При колебании модели всем ее частицам сообщается синусоидальное ускореие, максимальная величина которого равна ашЯ гДе а - амплитуда; w- угловая частота колебаний. Например, при частоте 50 Гц н амлитуде 0,7 мм наибольшее ускорение равно X 4ТГ,,7«7000 Следсеатепьно, в самой нижней точке, т.е. когда вектор ускорения и вектор веса одели складываются, собственный вес одели будет увеличен в 8 раз. Для олелк, выполненной с соблюдением геоетрического подобия в масштабе 1:8, такое.увеличение веса означает и со31666S6S4,

бпюдение физюхеского подобия, что собственных колебаний модели и, слема важно при напряженно-дефор-довательно, от ее жесткостных характе-

Мированного состояния строительныхристик. Затем проводят регулировку ампконструкаий, в особенности, изготавлн-литуды колебаний вибрслдошадки так, чтоваемых из хрупких материалов типа бе- sбы в результате амплитуда колебаний

тона, кнргача и т.п., в которых образова-модели, соответствовала расчетному уоние трещин под «нагрузкой вызывает су-корению.

щественное перераспределение усилий иТехническая эффективность способу

поэтому необходимо стремиться к созда-состоит в обеспечении равномерного рас-

нию тех же напряжений, что и в натуТрС Определения дополнительной нагрузки на

При проведении испытаний вначалемодель, имитирующей собственный вес

определяют фактическую амплитуду коле-конструкции,и обеспечения гем самым .

баний модели с учетом дина 1ическогофизического подобия модели и натуры

коэффициента, который зависит от часто-по распределению нагрузки.

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.