144022 (566300), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

F₀=F+F_к.с.=46+30=76 кН.

Тиск , що здійснюється на цегельні стовпи на рівні фундаменту,

P=F_o/S=7610³/(0,510,51)=30410³ Н/м²=0,3 МПа

33. Протягом 7 діб два рази за зміну при 2–змінній роботі відбирали проби бетонної суміші на марку 200. Результати досліджень наведені нижче:

№п/п	Ri, МПа	№п/п	Rі, МПа
1	22,5	8	22,2
2	22,7	9	21,3
3	21,5	10	20,8
4	20,8	11	21,7
5	22,1	12	21,9
6	20,9	13	20,4
7	21,8	14	28,3

Визначити середнє квадратичне відхилення і коефіцієнт варіації міцності.

Коефіцієнт варіації (мінливості) міцності бетону є критерієм його однорідності. Його вираховують за формулою:

,

де s – середнє квадратичне відхилення окремих результатів досліджень від середньої міцності:

,

– середня міцність бетону, що дорівнює середньому арифметичному межі міцності окремих зразків R_i:

.

Середнє квадратичне відхилення

.

Коефіцієнт варіації міцності бетону c_v=1,92/22,061009%.

34. Знайти коефіцієнт конструктивної якості ряду матеріалів, значення меж міцності яких на стиск R і середньої густини _о наведені нижче:

Матеріал	R, МПа	о, кг/м3
Граніт	150	2700
Вапняк	60	1800
Важкий бетон	60	2300
Легкий бетон	20	1200
Цегла керамічна	15	1800
Сосна (вздовж волокон)	95	500
Скло віконне	600	2550
Сталь	400	7850

Коефіцієнт конструктивної якості матеріалів знаходиться як відношення межі міцності до середньої густини. Для граніту він дорівнює 150/2700=0,056, вапняку – 60/1800=0,033, важкого бетону 60/2300= =0,026, легкого бетону 20/1200=0,017, керамічної цегли 15/1800= =0,008, сосни 90/500=0,18, віконного скла 600/2550=0,24, сталі 400/7850=0,051.

35. Випробуванню на стиранність підлягали зразки–куби розміром 7,077,077,07 см із граніту, вапняку, шлакоситалу. Якою стала маса зразків після випробувань, якщо стираність (Ст) граніту 0,04; вапняку – 0,8; шлакоситалу – 0,02 г/см³? Середня густина граніту 2700 кг/м³, вапняку 1800 кг/м³, шлакоситалу 2650 кг/м³?

Масу зразків після випробувань m₁=m–СтS,

де m – маса зразка до стирання, г; S – площа стирання.

Маса зразків до стирання, г: граніту – m=2,7353,5=954,5; вапняку – m=1,8353,5=636,3; шлакоситалу – m=2,65353,5=936,8.

Площа стирання S=7,077,07=50 см².

Маса зразків після випробувань, г: граніту – m₁=954,5–2=952,5; вапняку – m₁=636,3–40=596,3; шлакоситалу – m₁=936,8–1=935,8.

36. Визначити твердість по Бринеллю підшипникового сплаву, якщо при стандартному випробуванні глибина відбитку стальної кульки діаметром d=5 мм становила h=0,1 мм.

Число твердості по Бринеллю НВ визначається як тиск, який припадає на одиницю площі сферичної поверхні відбитку.

Площу сферичної поверхні відбитку знаходимо за формулою

S=dh=3,1450,110^–6=1,5710^–6 м².

Між навантаженням F, H і діаметром шарика, мм, існує певна залежність. Так, як для чорних металів F=300d², для міді, бронзи і латуні F=100d² , алюмінію і підшипникових сплавів F=25d² .

Навантаження на шарик F=2525=625 Н;

Число твердості НВ=F/S=62510⁶/1,57=398 МПа.

37. Зразок природного каменя у вигляді циліндра діаметром D=40 мм і висотою h=65 мм випробовується на удар під лабораторним копром. Вага падаючої баби F=20 Н.Руйнування каменя відбулося при 12–м ударі баби. Розрахувати міцність каменя при ударі.

Міцність матеріалу при ударі розцінюється роботою руйнування, віднесеною до одиниці об’єму зразка.

Об’єм циліндра:

Робота руйнування дорівнює добутку ваги баби на шлях при падінні. При цьому останній удар до уваги не береться:

А=20(1+2+3+…+11)=13,2 Нм.

Міцність природного каменя при ударі:

R_y =А/v=13,210⁶/81=0,163 МПа.

1.5. Деформативні властивості

38. Зразки–призми перерізом 4040 мм і довжиною l_o=160 мм із цементного тіста, містить 45 і 75% заповнювача, по мірі тверднення відбулася усадка. Вона склала при видаленні 10, 20 і 30% води для зразків із цементного тіста відповідно 110^–3, 210^–3 і 2,810^–3; зразків із вмістом 45% заповнювача: 0,310^–3, 0,5510^–3 і 110^–3; зразків з вмістом 75% заповнювача: 0,0510^–3, 0,0710^–3 і 0,1510^–3. Знайти зміну довжини зразків, мкм, по мірі висихання.

Для розрахунку зміни довжини зразків l по мірі висихання використовуємо розрахункову формулу для визначення лінійної деформації _ус. При усадці:

l=l₁–l_o=_усl_o.

При видаленні 10, 20 і 30% води l зразків із цементного тіста повинно відповідно скласти: l₁=16010³110^–3=160 мкм; l₂=16010³2 10^–3=320 мкм; l₃=16010³2,810^–3 = 448 мкм.

Аналогічно отримаємо для зразків із вмістом 45% заповнювача: l₁=480 мкм, l₂=93,5 мкм, l₃=160 мкм; для зразків із вмістом 75% заповнювача: l₁=8 мкм, l₂=11,2 мкм, l₃=24 мкм.

39. Який діаметр повинен мати стальний стержень довжиною l_o.=2,5 м, якщо потрібно утримувати вантаж m=6 т (F=60 кН). Розрахувати абсолютне граничне видовження стержня l. Допустима напруга на розтяг для сталі =160 МПа, модуль пружності Е=210⁵ МПа.

Із виразу для напруги знайдемо площу перерізу S, а потім і діаметр стержня d:

;

.

Подовження стального стержня можна знайти із закону Гука

Е=/, де =F/S, а =l/l.

Абсолютне видовження стального стержня

.

40. Порівняти значення початкового модуля пружності важкого і легкого бетонів з межею міцності при стиску R_ст.=25 МПа. Середня густина легкого бетону _о=1200 кг/м³ .

Початковий (миттєвий) модуль пружності бетону Е_б відповідає навантаженню бетону до таких напруг, при яких виникають тільки пружні деформації.

Його можна вирахувати з достатньою точністю по емпіричним формулам:

для важкого бетону ;

для бетону на пористому заповнювачі .

Можна застосувати до умов задачі:

для важкого бетону МПа;

для легкого бетону МПа.

41. Розрахувати модуль пружності листового скла наступного хімічного складу,

%: SiO₂ – 71,8, Na₂O – 14,9, CaO – 7, MgO – 4,1, Al₂O₃ –2,2.

При розрахунку застосувати правило адитивності. Коефіцієнти для розрахунку модуля пружності:

SiO₂ – 700, Na₂O – 610, CaO – 700, MgO – 400, Al₂ O₃ –1800.

У відповідності з правилом адитивності модуль пружності скла може бути розрахований по емпіричним формулам

Е=70071,8+1800 2,2+7007+4004,1+6114,9=61669 МПа.

42. Зразки–призми із литого бетону розміром 7721 см ізолювали парафіном і при напрузі = 2,5 МПа визначали повні деформації _п. Паралельно встановлювали на ненавантажених зразках до заданого строку тверднення усадочні деформації _ус.. Визначити деформації повзучості бетону у віці 2, 6, 12 і 18 місяців, якщо повні деформації бетону у вказаному віці складали відповідно 0,1;0,5;0,7 і 0,8 мм/м, а усадочні деформації 0,1;0,28;0,35 і 0,36 мм/м. Результати вишукувань показати графічно.

Деформації повзучості визначають за виразами _пз = _п – _ус.

Графіки за результатами дослідів і вишукувань приведені на рис.1.4.

43. Розрахувати міру повзучості бетонів з межею міцності на стиск R_ст у 28 добовий вік 40,23 і 25 МПа і витратою води В відповідно 245,225 і 160 кг/м³ (бетони№1,2 і 3).

Для орієнтованого розрахунку міри повзучості бетону С_m, МПа^–1, застосовують різні емпіричні формули. У даному випадку зручніше було б використати формулу:

С_m10⁶=16В/R_ст.

Міра повзучості бетону №1 С_m10⁶ =16·245/40=98 МПа^–1;

бетону №2 С_m10⁶=16·225/23=150 МПа^–1;

б
етону №3 С_m10⁶=16·160/25=80 МПа^–1;

44. Визначити кінцевий показ на манометрі преса, якщо після

розвантаженні зразка деформація залишалась незмінною, початкова напруга складала =30 МПа і пройшов час, що відповідав часу релаксації (часу, протягом якого напруга знижується в е разів, тобто в 2,72 рази). Кінцевий показ манометра після розвантаження зразка склав ₁=/е=30/2,72=11,02 МПа.

45. Для збільшення довжини зразка полімерної плівки з 100 до 250 мм було прикладена напруга _о=5,5 МПа. Після витримки плівки в цьому положенні протягом =30 діб напруга знизилась до =3,1 МПа. Визначити постійну часу релаксації і діючу напругу після витримки протягом ₁ =80 діб.

Релаксація напруг слідує експоненціальному закону:

де – напруга через час ; _о – початкова напруга; _р – постійна часу релаксації.

Постійну _р можна знайти із виразу:

ln/_о=–/_р.

ln(3,1/5,5)=–30/_р, звідки _р=52,6 діб.

Напруга після витримування протягом 80 діб повинна бути:

₈₀=5,5·е^–80/52,6=5,5·е^–1,52=1,20 МПа.

2. Природні кам’яні і керамічні матеріали

46. Для визначення придатності вапняку при отриманні стінового каменя були визначені середня густина, водопоглинання, морозостійкість і коефіцієнт розм'якшення зразків. Отримані наступні усереднені дані.

Шматок каменя масою m = 207 г виштовхнув із об’ємоміру v_в=111 г води. Після витримки каменя у воді об’ємне водопоглинання склало w_о=50%. Межа міцності на стиск в сухому стані R_с=27 МПа, після насиченні у воді R_н=21 МПа, після заморожування і відтавання R_мрз=18 МПа. Чи відповідає фізично – механічним умовам випробувана гірська порода ГОСТ 4001–84 “Камни стеновые из горных пород”?

Можна вважати, що об’єм вапняку дорівнює об’єму витісненої ним води. Тоді середня густина вапняку:

_о=m/v_в=207/111=1,86 г/см³=1860 кг/м³.

(У тому випадку, якщо припустити, що вапняк поглинув деяку кількість води, середня густина його повинна бути трохи менше).

Знаючи величину об’ємного водопоглинання, можна знайти водопоглинання вапняку по масі : w=w_о/_о=50/1,86=26,88%

Коефіцієнт розм'якшення каменя k_р=R_н/R_с=21/27=0,78.

Втрата міцності на стиск після випробування на морозостійкість

R_мрз=R_н–R_мрз/R_н=21–18/21·100=14,2%.

Порівнюючи отримані дані з вимогами ГОСТ 4001–84 “Камни стеновые из горных пород”, можна заключити, що по всім фізико–механічним показникам досліджувана порода задовільняє необхідним вимогам.

47. Осадові гірські породи мають наступний хімічний склад, %:

	SiO2	Al2O3	MgO	CaO
№1	88,5	4,9	2,5	4,1
№2	62,5	17,4	12,5	7,6
№3	5,19	0,95	24,5	69,36

Яка хімічна стійкість порід до кислот і лугів?

Характеристики

Список файлов лабораторной работы