Способ повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки и устройство для осуществления предлагаемого способа

 

Использование: область строительства и другие отрасли техники с применением многопролетной неразрезной балки с изменяющейся по величине и месту приложения нагрузкой. В процессе эксплуатации измеряют деформации в контролируемых точках балки. Осуществляют дополнительное силовое воздействие на балку в зависимости от измеренных величин деформации путем попеременного смещения опор. Устройство для осуществления повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки включает исполнительные механизмы, датчики деформации балки, блок обработки сигналов. Датчики деформации через блок обработки сигналов соединены с исполнительными механизмами для осуществления смещения опор. 2 с. п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в других отраслях техники, где применяется многопролетная неразрезная балка с изменяющейся по величине и месту приложения нагрузкой.

Известен способ повышения несущей способности неразрезной многопролетной балки за счет поперечного смещения опор, выполненного на стадии монтажа [1] Однако этот способ имеет ограниченную область применения ввиду того, что преднапряжение балки, осуществляемое путем смещения опор, может вызывать усилия, которые для незагруженной балки могут превосходить предельно допускаемые.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки, включающий создание дополнительного напряженного состояния балки путем поперечного по отношению к ее оси смещения опор [2] Известно устройство для осуществления повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки, включающее исполнительные механизмы для осуществления поперечного по отношению к оси балки смещения опор [2] Недостатками известного способа и устройства являются невозможность использования для многопролетной неразрезной балки, которая подвергается воздействию нагрузок, переменных по величине и месту приложения.

Задача изобретения повышение прочности многопролетной неразрезной балки, подвергающейся воздействию переменной по величине и месту приложения нагрузки и снижение ее материалоемкости при наименьших затратах энергии на осуществление смещения опорных приспособлений.

Технический результат достигается тем, что в способе повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки, включающем создание дополнительного напряжения состояния балки путем поперечного по отношению к ее оси смещения опор, в процессе эксплуатации многопролетной неразрезной балки измеряют деформации в контролируемых точках балки, а смещение опор осуществляют на расстояние, зависящее от измеренных величин деформаций и условий соответствия их минимальному расходу энергии на осуществление смещения опор, с соблюдением следующих зависимостей: где Э суммарные энергетические затраты на осуществление смещения опор, S матрица-столбец смещений отдельных опор, А квадратная матрица влияния единичных смещений каждой из опор на усилия в опасных сечениях балки R матрица-столбец усилий, действующих в опасных сечениях балки [R] матрица-столбец предельно допустимых усилий в опасных сечениях балки.

Технический результат по устройству достигается тем, что устройство для осуществления повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки, включающее исполнительный механизм для осуществления поперечного по отношению к оси балки смещения опор, снабжено датчиками деформации балки и блоком обработки сигналов, при этом датчики деформации через блок обработки сигналов соединены с исполнительными механизмами для осуществления смещения опор.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена сущность способа и схема устройства для его осуществления.

Устройство содержит датчики деформации 1, установленные на многопролетной неразрезной балке 2, блок обработки сигналов 3 с исполнительными механизмами 4.

Способ повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки осуществляют следующим образом. На многопролетной неразрезной балке 2, находящейся под воздействием переменной по величине и точке приложения нагрузки, устанавливают датчики деформации 1, сигналы с которых поступают в блок обработки сигналов 3, с помощью которого оценивается состояние балки под нагрузкой и вырабатывается сигнал на поперечное смещение опор балки с помощью исполнительных механизмов 4. В качестве блока обработки сигналов 3 используют ЭВМ, связанную через систему интерфейсов и коммутирующих устройств с датчиками деформации 2 и с исполнительными устройствами 4 через интерфейсы и усилители мощности. В этом случае по регистрируемым сигналам с датчиков деформации производят анализ состояния балки в отношении величины и точки приложения нагрузки. Эти данные используют для расчета требуемых смещений опор, осуществляемых исполнительными механизмами 4. Величины поперечного по отношению к оси балки смещений опор определяют из условий соответствия их минимальному расходу энергии на осуществление смещения опор, с соблюдением следующих зависимостей:

где Э суммарные энергетические затраты на осуществление смещения опор,
S матрица-столбец смещений отдельных опор,
А квадратная матрица влияния единичных смещений каждой из опор на усилия в опасных сечения балки,
R матрица-столбец усилий, действующих в опасных сечениях балки,
[R] матрица-столбец предельно допустимых усилий в опасных сечениях балки.

Техническое решение позволяет повысить прочность многопролетной неразрезной балки, подвергающейся воздействию переменной по величине и месту приложения нагрузки, а также снизить ее материалоемкость при наименьших затратах энергии на осуществление смещения опорных приспособлений.

Формула изобретения

1. Способ повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки, включающий создание дополнительного напряженного состояния балки путем поперечного по отношению к ее оси смещения опор, отличающийся тем, что в процессе эксплуатации многопролетной неразрезной балки измеряют деформацию в контролируемых точках балки, а смещения опор осуществляют на расстояние, зависящее от измеренных величин деформаций и условий соответствия их минимальному расходу энергии на осуществление смещения опор, с соблюдением следующих зависимостей:

где Э суммарные энергетические затраты на осуществление смещения опор;
S матрица-столбец смещений отдельных опор;
А квадратная матрица влияния единичных смещений каждой из опор на усилия в опасных сечениях балки;
R матрица-столбец усилий, действующих в опасных сечениях балки;
[R] матрица-столбец предельно допустимых усилий в опасных сечениях балки.

2. Устройство для повышения несущей способности многопролетной неразрезной балки, включающее исполнительные механизмы для осуществления поперечного по отношению к оси балки смещения опор, отличающееся тем, что оно снабжено датчиками деформации балки и блоком обработки сигналов, при этом датчики деформации через блок обработки сигналов соединены с исполнительными механизмами для осуществления смещения опор.

РИСУНКИ

Рисунок 1