Для усиления конструкции полки планируется прикрепить тонкий металлический стержень между концами

Обновлено: 24.01.2025

Восстановление и усиление металлических конструкций

Промышленные сооружения с несущим металлическим каркасом, а также металлические детали других зданий могут разрушаться в результате воздействия взрывной волны, обстрела и бомбометания, пожаров и подрывания отдельных зарядов. Здание с металлическим каркасом, разрушенное вследствие атомного взрыва в Хиросиме в 1945 г., показано на рис. 28. На рисунках показанных ранее видны частичные и полные обрушения сооружений, вызванные подрывом отдельных металлических конструкций. Местные повреждения металлических конструкций в результате артиллерийского и пулеметного обстрела (как, например, цехов Сталинградского тракторного завода), несмотря на массовый характер, обычно обрушений сооружения не вызывают.
В общем комплексе работ по восстановлению сооружений большое место занимают работы по восстановлению стальных конструкций.
Практика показала, что при восстановлении металлических конструкций промышленных зданий и специальных сооружений нужно соблюдать следующие основные принципы: минимум демонтажных работ; максимальное использование поврежденных конструкций; подъем конструкций целыми блоками; широкое применение заранее заготовленных стандартных элементов заводского и полигонного изготовления.

Металлические конструкции могут иметь местные небольшие повреждения (пробоины, вмятины), значительные повреждения (разрывы, искривления балок, ферм, разрушения колонн и т. п.) или же могут быть полностью разрушены. В зависимости от характера повреждений выбирают и способы производства восстановительных работ.
Примером одного из способов работ по восстановлению металлических конструкций, имеющих небольшие повреждения, могут служить восстановительные работы на заводах Сталинграда. В годы войны только в мартеновском цехе одного завода металлические конструкции получили свыше 6000 пробоин и других мелких повреждений от артиллерийского, минометного и пулеметного огня противника. Эти повреждения ликвидировались путем удаления разрушенных частей конструкций с помощью электросварки и последующего перекрытия ослабленных мест накладками.
Подобные восстановительные работы производятся с легких подмостей, подвешиваемых на прогонах к нижним поясам ферм.

Деформации отдельных элементов конструкций устраняются верхолазами без демонтажа, с помощью полиспастов и других приспособлений, а также с использованием тяговой силы лебедок и мостовых кранов. На рис. 29 показан способ выправления верхнего пояса фермы при восстановлении главного корпуса ХПЗ, а на рис. 30 — выправления фахверка мартеновского цеха Луганского паровозостроительного завода (без демонтажа и без разборки кирпичного заполнения). В первом случае ферма в узлах деформированной панели подвешивалась к мачте, установленной на мостовом кране; поврежденные элементы решетки вырезались, и искривленный участок пояса выправлялся тяговым усилием лебедки. Во втором случае выправление фахверка производилось с помощью полиспаста, закрепленного за колонну соседнего ряда.
Значительные повреждения конструкций при сохранившихся колоннах ликвидировались с применением стоек, поджимаемых внизу домкратами, мачт с полиспастами и подъемных приспособлений (домкратов на клетках, мачт и пр.), установленных на тележках уцелевших мостовых кранов.

На рис. 29 показано вывешивание фермы с помощью раздвижной распорки, состоящей из трубы и приваренного к ней домкрата. После подъема перекрытия поврежденная часть фермы вырезалась и вместо нее устанавливалась предварительно изготовленная новая часть.
На рис. 31 изображен подъем просевших стропильных ферм кузнечного цеха Сталинградского тракторного завода с помощью мачт, оснащенных полиспастами и ручными лебедками. После предварительного подъема поврежденные части ферм вместе с сильно поврежденными верхушками колонн были вырезаны автогеном, часть вертикальных связей была временно заменена проволочными тягами и в месте изгиба верхушек колонн для облегчения выгиба вырезан клин (часть стенки и полки), как показано на рис. 31,б. Затем все три стропильные фермы одновременно подняли до проектной отметки. Деформированная верхняя часть колонны при этом выгибалась и приводилась в вертикальное положение путем поворота ее у места разрезки. Вырезанные части полки и стенки колонн перекрыли накладками. После этого произвели замену поврежденных элементов ферм, и в результате перекрытие было восстановлено без демонтажа.

Интересный способ смены стропильных ферм без демонтажа железобетонной кровли (рис. 32) был применен при восстановлении одного из цехов Луганского паровозостроительного завода. Прямым попаданием авиабомбы было разрушено перекрытие (что сопровождалось падением прогонов и связей) в зоне двух панелей АВ и ВС (рис. 32, а) и сильно повреждена ферма по ряду В. Во избежание трудоемких работ по демонтажу оставшихся прогонов, связей и железобетонных плит смену ферм в панелях АВ и ВС произвели следующим способом. Под прогоны панелей АВ и ВС по обе стороны от демонтируемой стропильной фермы ряда В подвели два троса (рис. 32, б), натягиваемые посредством блоков и лебедок (рис. 32, е). Нагрузку от железобетонной кровли и прогонов восприняли эти тросы. Затем стропильная ферма была отсоединена от прогонов и опущена с помощью двух полиспастов (рис. 32, а), с использованием которых производился и монтаж новой фермы.
Восстановление элементов металлических конструкций при повреждении колонн производится с помощью временных монтажных опор в виде стоек, поддерживаемых снизу домкратами, или полиспастов, подвешенных к мачтам или уцелевшим соседним колоннам. Так, например, восстановление механического цеха НКМЗ в зависимости от характера повреждения на всех пяти пролетах осуществлялось различными способами. На участках с незначительной просадкой конструкций вблизи опорных узлов каждой пары смежных ферм подводили стойки, спаренные посредством ригеля в раму (рис. 29,б). После подъема домкратами блока перекрытия на отметку, несколько превышавшую проектную, поврежденные части колонн обрезали и заменили новыми. Установив новые части колонн с помощью полиспастов, подвешенных к верхним поясам ферм, фермы опустили на нужную отметку. Там, где повреждения были более значительными, подъем производился посредством мачт, оснащенных двумя полиспастами (рис. 29, а). На большой высоте элементы перекрытия поднимали отдельными блоками с помощью опорных рам на полиспастах, закрепленных за верхушки соседних колонн.
На Алчевском металлургическом заводе, где были повреждены нижние части колонн легких цехов, при восстановлении колонны
закрепляли посредством тяг, подвешенных к верхним узлам соседних колонн (рис. 29, в). Это позволило свободно произвести бетонирование разрушенных фундаментов.

Элементы стальных конструкций, подвергшихся при пожаре воздействию высоких температур, сильно деформируются, так как в металле происходят (рис. 33) структурные изменения, ухудшающие его механические свойства. При температуре свыше 1400° С происходит пережог стали, на ее поверхности образуются твердая хрупкая пленка серовато-синего или черного цвета и раковины зубчатого сечения. Стальные конструкции, получившие нагрев свыше 1400° С, непригодны для дальнейшего использования.
Деформация элементов металлических конструкций может быть вызвана также взрывной волной.
Взрывная волна, распространяющаяся на большое расстояние, приводит к деформации металла с образованием сдвигов в плоскости спаянных кристаллов, а интенсивная волна, действующая мгновенно на близком расстоянии, помимо этого, вызывает еще и деформацию двойникованием (рис. 33, е). В этом случае значительно снижаются прочность и вязкость металла.
В зависимости от степени повреждения металлические конструкции, пострадавшие от взрывов и пожаров, можно разбить на следующие группы:
— конструкции, совершенно непригодные для восстановления (разрезаются на части, удобные для транспортировки, и используются как металлолом);
— конструкции, которые могут быть восстановлены после выпрямления в демонтированном виде (демонтируются, поврежденные элементы их выправляются и, если нужно, усиливаются, после чего конструкции монтируются на прежнем месте);
— конструкции, которые могут быть восстановлены без демонтажа путем выправления, усиления или замены отдельных поврежденных элементов с использованием специального оборудования и электросварки.
Усиление металлической конструкции может быть неотложным (аварийное), временным, капитальным и перспективным. Оно осуществляется:
— подведением новых дополнительных конструкций или элементов (рис. 34);
— постановкой дополнительных связей — ребер, диафрагм, распорок;
— упрочением соединений элементов (рис. 35);
— увеличением сечений элементов;
— изменением расчетно-конструктивной схемы (рис. 36).

Установка дополнительных ребер, диафрагм, распорок, усиление соединений, увеличение сечения — все это способы местного усиления элементов, а изменение расчетно-конструктивной схемы и установка дополнительных связей пространственной жесткости — способы общего усиления.
Капитальное восстановление и усиление металлических конструкций зданий и сооружений производятся с помощью металлических элементов, бетона (рис. 37, а), железобетона (рис. 37, б) и сталинитбетона, а при временном восстановлении могут также применяться и деревянные элементы (рис. 37, в).
Восстановление металлических конструкций с использованием железобетона и сталинитбетона является наиболее перспективным. Сталинитбетон отличается от обычного бетона добавками металлических обрезков (стружка, высечки от шайб и т. п.), благодаря чему модуль упругости заполнителя повышается. Добавка этих обрезков играет роль косвенного армирования бетона.

Железобетон как материал для восстановления и усиления металлических конструкций применяется в тех случаях, когда металлические элементы имеют незначительные, не требующие исправлений повреждения (трещины, пробоины, погнутости в сжатой зоне) и могут быть использованы в качестве жесткой арматуры. При этом способе усиления повышается коррозионная устойчивость металлических конструкций. Для надежного сцепления бетона с металлом его очищают металлическими щетками от ржавчины и краски. Хорошие результаты дает промывка металла подогретым раствором каустической соды, растворяющим краску. Если очистить поверхность того или иного элемента в достаточной степени не удается, сцепление бетона с металлом обеспечивается приваркой к поверхности элемента стержней диаметром 5—8 мм, заканчивающихся крюками. Форма железобетонных обойм, устраиваемых для усиления металлических конструкций, должна быть простой. Для повышения качества усиления по длине металлического элемента устанавливаются окаймляющие хомуты. В процессе бетонирования необходимо обеспечить хорошее заполнение всего объема обоймы и достаточный защитный слой бетона (толщиной не менее 5 см).
При восстановлении металлических конструкций применяются также безопалубочный железобетон (рис. 38). При этом процесс восстановления разделяется на три стадии:
1. Заготовка и сборка арматуры, которая, будучи соединена сваркой с поврежденными металлическими элементами, образует с ними силовой остов; обтягивание созданного остова сеткой Рабица.
2. Нанесение на металлическую сетку методом торкретирования цементного раствора толщиной не менее 2 см (представляющего собой после затвердевания железобетонную опалубку) или устройство оболочки в виде опалубки из бетонных плит, блоков или кирпича.
3. Заполнение бетоном полых конструкций.

Чтобы облегчить правку, поврежденный участок элемента нагревают до 500—700°, при меньшей температуре нагрева (200—300°) элемент при правке может сломаться или дать трещины.
До и после правки производится тщательный наружный осмотр элементов с помощью лупы, а наиболее ответственных элементов — с помощью различных дефектоскопов, чтобы убедиться в отсутствии трещин и других повреждений металла. Все места, в которых обнаруживаются трещины, должны быть после правки перекрыты накладками.
Балки и прогоны. Металлические балки и прогоны могут иметь следующие повреждения:
— общее искривление в плоскости большего момента инерции;
— общее искривление в плоскости меньшего момента инерции;
— скручивание;
— погнутость, трещины, пробоины в стенке;
— погнутость, трещины, надрывы, выколы полок.
Разрушения бывают частичные или комбинированные.
Завышенные запасы прочности, допускавшиеся в конструкциях, спроектированных в довоенное время, позволяют в ряде случаев, например при временном восстановлении этих конструкций, игнорировать местные повреждения (пробоины, вмятины, искривления и т. п.), недопустимые по нормальным техническим условиям, но безопасные с точки зрения прочности и устойчивости конструкции.
Всякую незначительную по сравнению с длиной балки деформацию можно рассматривать как результат сложения трех видов деформации:
— искривления балки в плоскости изгиба;
— искривления балки в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба;
— закручивания балки вокруг ее оси.
Поскольку полная потеря несущей способности балки может быть лишь при чрезвычайно больших прогибах, можно допустить (руководствуясь лишь эксплуатационными и архитектурными соображениями) весьма значительные начальные искривления балки (порядка 1/100 пролета и более).
Опасными деформациями, угрожающими прочности конструкции, являются искривление балок в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба, и закручивание балки вокруг ее оси.
Максимально допустимый прогиб определяется по формуле

Погнутость свесов сжатых полок, распространяющаяся более чем на половину их ширины, должна быть выправлена, а если этого сделать невозможно, — перекрыта накладкой. Надрывы, трещины и выколы в металле перекрываются накладками.
Сварные швы, имеющие трещины, должны быть срублены зубилом и заменены новыми. Если удаление поврежденного шва затруднительно, его оставляют, усилив накладками, приваренными между поясом и стенкой под углом 45° (рис. 35,г). Накладки должны заходить за концы трещины не менее чем на ширину планки.
Фермы. Металлические фермы могут иметь повреждения в виде просадки узлов, погнутости элементов, трещин, пробоин, разрывов элементов и т. д. (рис. 40).
При восстановлении ферм предварительно снимается действующая на них нагрузка. При просадке средних узлов, не превышающей 1/500 пролета, укрепляют связи фермы, проверяют надежность закрепления опорных узлов на поддерживающих ее конструкциях и укрепляют элементы кровли. Если просадка больше, ее уменьшают хотя бы до 1/600 пролета путем разгрузки фермы вывешиванием на промежуточных временных опорах. Опоры создаются в каждой трети пролета в верхних узлах там, где сходятся раскосы. До этого необходимо расчетом установить, не перегружаются ли отдельные стержни и не работают ли они на усилия обратного знака.
Искривления первоначально растянутых стержней не опасны, так как искривленные и неискривленные стержни разрушаются при одной и той же нагрузке. При чрезмерно больших искривлениях стержней вследствие значительного изменения расстояния между их концами (между узлами фермы) ферма как пространственная система может и после их распрямления сохранить большие деформации. По данным, приведенным А.Р. Ржанициным, это расхождение узлов фермы должно обязательно учитываться при стреле искривления стержня, превышающей 1/28 его длины.
Допускаемые искривления сжатых стержней (допустимый начальный прогиб) определяются по формуле

При вывешивании фермы стойки, используемые в качестве временных опор, доводятся лишь до нижнего ее пояса. К верхним узлам фермы крепят распорки из бревен, хорошо закрепляя и заклинивая их между ее поясами. Если вывешивание фермы вызывает затруднения или если она имеет большое количество повреждений, ее снимают для исправления. При этом соседние фермы укрепляют связями (удерживающие ферму связи снимаются не ранее чем она будет вывешена), пояса фермы для предупреждения их выпучивания временно укрепляют деревянными элементами. Разорванные элементы закрепляют, чтобы они не раскачивались при спуске фермы.
Восстановление погнутых элементов снятой фермы производится:
— правкой элементов;
— вырезом и заменой искривленной части элемента;
— усилением искривленного элемента путем постановки дополнительного элемента;
— заменой искривленного элемента новым.

К усилению следует прибегать тогда, когда применение правки и вставки почему-либо затруднено. Усиление элементов, искривленных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, показано на рис. 41. В сложных случаях (искривления в обеих плоскостях, закручивание стержня и т. п.) усиление выполняется способом, приведенным на рис. 41, IIа и б. Его применяют тогда, когда величина перекоса не превышает размера вертикальной полки основного элемента. Если усиление сжатого элемента пояса перечисленными выше приемами затруднено, его производят шпренгелем (рис. 41, IIв).
Площади сечения усиливающих элементов определяются в зависимости от знака усилия, на которое работает стержень, и от способов изготовления и крепления основного и усиливающего элементов по формуле

где Ру — площадь сечения усиливающего элемента;
а — коэффициент, значение которого берется из табл. 17;
F — площадь сечения основного элемента.

Повреждения элементов ферм в виде трещин и пробоин перекрываются накладками на сварке или заклепках, а разорванные элементы восстанавливаются перекрытием разрыва вставкой. Если необходимо заменить поврежденные элементы по всей длине, от узла до узла, применяют вставки из жестких профилей. При сильной деформации узла, разрыве фасонки, разрушении нескольких элементов и других повреждениях сходящиеся в узле стержни отсоединяются от фасонки и узел полностью переделывается.
Колонны. Восстановление колонн в зависимости от степени и характера их повреждения производится:
— без разгрузки;
— с разгрузкой;
— с демонтажем и обратной установкой.
Восстановление и усиление колонны без ее разгрузки наиболее экономично. К повреждениям, которые могут быть ликвидированы без разгрузки колонны, относятся погнутости решетки, ветвей и стенки, разрывы стержней соединительной решетки, пробоины в стенке, местные повреждения металла ветвей, расстройство соединений и др.
Частичная или полная разгрузка восстанавливаемой колонны производится при разрыве и больших деформациях основных элементов (ветвей) колонны, вызвавших искривление ее оси. Допустимые искривления оси колонны определяются так же, как и допустимые искривления стержней фермы, работающих на осевую силу.
Повреждения в колоннах ликвидируются методами, применяемыми при восстановлении балок и ферм.
Чтобы избежать срубки большого количества старых заклепок, элементы усиления несколько отодвигают один от другого и соединяют с основным стержнем колонны через прокладки.
Деформированную колонну можно усиливать постановкой соединительной решетки. Во избежание разборки и правки деформированных и поврежденных колонн (особенно имеющих трещины, пробоины) целесообразно усиливать их бетонированием, как показано на рис. 37, а.
Резервуары. Вследствие обстрелов и пожаров большим разрушениям (например, во время второй мировой войны) подвергались резервуары для хранения нефтепродуктов. Большинство их было построено в довоенный период и имело клепаную конструкцию. Следует заметить, что восстановление клепаных резервуаров значительно сложнее, чем сварных.
Как правило, все повреждения резервуаров (клепаных и сварных) устраняются электросваркой. При демонтаже клепаных резервуаров производится (с подвесных люлек) рубка заклепок, а при демонтаже сварных — обрезка листов автогеном.
При восстановлении клепаных резервуаров электросваркой следует иметь в виду, что она может неблагоприятно отразиться на ближайшем заклепочном шве. Поэтому при наращивании листов должно быть предусмотрено удаление шва от кромки наращиваемого листа на расстояние не менее 500 мм.
Мелкие пробоины (диаметром до 25 мм) при отсутствии трещин в их кромках рассверливаются и заделываются так называемыми холостыми заклепками, представляющими собой стержень, вставленный в отверстие пробоины и заваренный с обеих сторон листа швом высотой 6 мм. При множестве мелких пробоин всю поврежденную часть листа вырезают, а на ее место приваривают накладку. Накладки (с целью улучшения условий их работы, а также из эстетических соображений) ставят с внутренней стороны резервуара.
Мелкие вмятины допускаются в том случае, если глубина их менее половины толщины листа резервуара. Вмятины, имеющие глубину, равную толщине поврежденного листа, заплавляют электросваркой. Чтобы не поднимать резервуар на клети для проверки качества сварных швов при наложении накладок на днище с его внутренней стороны, под резервуаром прорывают траншеи. При этом во избежание осадки грунта в траншеях (при заполнении резервуара это может вызвать разрушение швов в днище и даже гидравлический удар) перед их засыпкой производится подтяжка днища резервуара (рис. 42) на высоту 8—10 см. В этом случае над траншеями образуется бугор грунта, уплотняющийся и выравнивающийся под действием заполняющего резервуар топлива. Новый метод проверки плотности вакуум-рамкой значительно упрощает контроль сварных швов и повышает его качество.

Задачка по физике

Два стержня расположены между двумя стенами так, как показано на рисунке. Один стержень, длина которого равна . 0,1=700мм, изготовлен из металла, коэффициент линейного расширения которого равен α1=140⋅10−7, а второй стержень длиной . 0,2=500мм изготовлен из металла с коэффициентом линейного расширения α2=260⋅10−7. На каком расстоянии Δ. должны находиться ближайшие концы стержней, чтобы при повышении температуры на 1261 K стержни соприкоснулись?

Ответ (округли до десятых): концы стержней должны находиться на расстоянии мм.

Лучший ответ

ΔХ = (L₀1*α1 +. L₀2*α2)*ΔT = (700*140*10^(-7) + 500*260*10^(-7))*1261 = 28.7508 мм.
Концы стержней должны находиться на расстоянии 28,8 мм.

Помогите с решением.

Для усиления конструкции полки планируется прикрепить тонкий металлический стержень между концами (см рисунок). Найдите длину подходещего стержня, если расстояния от концов до вершины прямого угла равны 30 см и 40 см. Ответ дай в сантиметрах

Голосование за лучший ответ

о Пифагора вспомнил

По т. Пифагора
30^2+40^2=?^2
2500=?^2
?=50 см

Треугольник со сторонами 3,4,5 - египетский, а значит и треугольник со сторонами 30,40,50 - тоже египетский, то есть третья сторона равна 50 см

Усиление конструкций

Иногда несущие конструкции здания настолько сильно теряют в своих физических свойствах, что это ставит под угрозу их дальнейшую эксплуатацию и может привести к возникновению опасных для жизни людей ситуаций. Наиболее логичное в данном случае решение — выполнить усиление конструкций с помощью скрепляющих материалов. Вот какие причины чаще всего приводят к снижению несущей способности стен и перегородок:

серьезные ошибки на стадии проектирования или возведения
естественный износ материалов, из которых они выполнены
просадка фундамента, вызвавшая смещение конструкций
механические повреждения, полученные в результате пробивки отверстий и проемов
воздействие химически активных веществ
воздействие окружающей среды, в том числе перепады температур
землетрясения
пожары

Кроме того, усиление конструкций непременно следует проводить в тех случаях, когда ожидается увеличение действующих на них нагрузок — например, при надстройке этажей, изготовлении дверных проемов, переносе стен, алмазное сверление отверстий иного назначения или изменении предназначения всего здания.

Любые работы по усилению конструкций всегда выполняются по индивидуальному плану. Выбор материалов, инструментов и просто способа усиления зависит от следующих факторов:

текущее состояние несущих конструкций и в частности их поверхностей
габариты конструкций
прочность материалов, из которых они выполнены
уже действующие на эти конструкции нагрузки
состояние несущих стен, расположенных этажом ниже
наличие или отсутствие каких-либо технических ограничений при выполнении работ

Работы по усилению конструкций должны проводиться по специально разработанному проекту, учитывающему положения действующих нормативных элементов. Основа любого такого плана — это проектная документацию по зданию, результаты технического обследования и расчеты прочности конструкций.

Способы усиления конструкций

Сотрудники нашей компании владеют множеством методик усиления несущих конструкций. Какая из них в конечном итоге будет использована, во многом зависит от типа конструкций.

УСИЛЕНИЕ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ

Для усиления плит перекрытия (как монолитных, так и сборных) подходят следующие варианты:

наращивание горизонтального сечения плиты снизу и сверху;
размещение продольных и поперечных балок в качестве дополнительных опор для плиты;
заполнение каналов и пустот монолитным материалом;
создание двухконсольных врезок из швеллеров и двутавров.

УСИЛЕНИЕ БАЛОК ПЕРЕКРЫТИЯ

Если требуется провести усиление балок покрытия и перекрытия, то наши специалисты чаще всего обращаются к следующим методикам:

установка дополнительных разгружающих конструкций из жестких материалов (железобетон или сталь);
установка гибких преднапряженных ферм, балок, кронштейнов, арматуры, затяжек или наклонных тяжей;
наращивание сечения балок с одной или двух сторон;
обустройство охватывающих конструкций и рубашек с добавлением арматуры;
установка шарнирно-стержневых цепей;
установка металлических ферм, стоек и шпренгельных систем.

УСИЛЕНИЕ КОЛОНН

Для усиления колонн мы используем следующие методики:

наращивание сечения железобетоном;
установка преднапряженных распорок;
создание вокруг колонны железобетонной или металлической обоймы или рубашки;
установка дополнительных стальных деталей для усиления консоли.

УСИЛЕНИЕ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК

Усиление подкрановых балок проводится одним из следующих способов:

укрепление конструкции армированным бетоном;
нанесение слоя железобетона для увеличения полки;
создание горизонтального стального пояса для восприятия соответствующих нагрузок;
установка стальных элементов.

В ходе работ по усилению конструкций, так же как и по укреплению проемов, наши сотрудники используют только самые качественные материалы — например, композиционные армирующие и ремонтные смеси повышенной прочности. Это позволяет значительно экономить время по сравнению с более традиционными методами, а значительный опыт и высокая квалификация работников нашей компании станут дополнительной гарантией долгосрочного результата. Мы работаем со зданиями и конструкциями любого типа. При необходимости на ваш объект может выехать специалист, который произведет предварительный расчет сметы и составит план работ.

Для усиления конструкции полки планируется прикрепить тонкий металлический стержень между концами

Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.

1) Гильза притянется к пластине, коснется ее, а потом отскочит и зависнет в отклоненном состоянии.

2) Под действием электрического поля пластины изменится распределение электронов в гильзе и произойдет ее электризация: та ее сторона, которая бли- же к пластине (левая), будет иметь отрицательный заряд, а противоположная сторона (правая) — положительный. Поскольку сила взаимодействия заряжен- ных тел уменьшается с ростом расстояния между ними, притяжение к пласти- не левой стороны гильзы будет больше отталкивания правой стороны гильзы. Гильза будет притягиваться к пластине и двигаться, пока не коснется ее.

3) В момент касания часть электронов перейдет с гильзы на положительно заряженную пластину, гильза приобретет положительный заряд и оттолкнется от теперь уже одноименно заряженной пластины.

4) Под действием силы отталкивания гильза отклонится вправо и зависнет в положении, когда равнодействующая силы электростатического отталкивания, силы тяжести и силы натяжения нити станет равна нулю.

Для усиления конструкции полки планируется прикрепить тонкий металлический стержень между концами

К телу, имеющему внутреннюю герметичную полость, на невесомой нерастяжимой нити привязан сплошной шарик. Система «тело + шарик» плавает в сосуде с жидкостью, не касаясь стенок и дна сосуда. Плотность материала тела и шарика 1,6 г/см 3 , плотность жидкости 800 кг/м 3 , объём полости составляет 3/4 объёма тела, объём шарика равен 1/4 объёма тела. Исходя из условия задачи, выберите все верные утверждения.

1) Модуль силы Архимеда, действующей на тело, больше модуля силы Архимеда, действующей на шарик.

2) Модуль силы натяжения нити меньше модуля силы тяжести, действующей на шарик.

3) Модуль силы натяжения нити равен модулю силы тяжести, действующей на тело.

4) Модуль силы тяжести, действующей на шарик, меньше модуля силы тяжести, действующей на тело.

5) Объём погружённой части тела равен 3/4 объёма этого тела.

Плотность шарика 1,6 г/см 3 = 1600 кг/м 3 , она больше плотности жидкости 800 кг/м 3 , значит, шар будет тонуть в такой жидкости. Поскольку тело на 3/4 пустое, его средняя плотность равна и, значит, тело будет плавать в жидкости. Если бы к телу не был привязан шарик, то оно бы плавало, погрузившись на своего объёма. Из-за шарика погружённая часть будет больше. Найдём её.

Объём шарика составляет 1/4 от объёма тела, значит, средняя плотность системы «тело + шарик» равна Погружённая часть системы составит а над поверхностью будет от суммарного объёма ( объёма тела), т. е. объёма тела.

В итоге заключаем, что шарик полностью погружен в жидкость, а тело плавает, погруженное на 3/4 своего объёма.

Теперь проверим утверждения. Обозначим объём тела за

1) Сила Архимеда, действующая на тело, равна а сила Архимеда, действующая на шар (первое утверждение верно).

2) На шарик действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как шар находится в покое, то по второму закону Ньютона то есть (второе утверждение верно).

3) На тело действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как тело находится в покое, то по второму закону Ньютона то есть (третье утверждение неверно).

4) Сила тяжести, действующая на шар, Сила тяжести, действующая на тело, (четвертое утверждение неверно).

5) Объём погруженной части тела равен 3/4 его объёма (утверждение 5 верно).

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10103 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.3.5 Закон Архимеда. Условия плавания тел

1) Модуль силы Архимеда, действующей на тело, меньше модуля силы Архимеда, действующей на шарик.

2) Модуль силы натяжения нити равен модулю силы тяжести, действующей на шарик.

3) Модуль силы натяжения нити меньше модуля силы Архимеда, действующей на тело.

4) Модуль силы тяжести, действующей на шарик, равен модулю силы тяжести, действующей на тело.

5) Объём погружённой части тела равен четверти объёма этого тела.

В итоге заключаем, что шарик полностью погружен в жидкость, а тело плавает, погруженное на 3/4 своего объёма.

Теперь проверим утверждения. Обозначим объём тела за

1) Сила Архимеда, действующая на тело, равна а сила Архимеда, действующая на шар (первое утверждение неверно).

2) На шарик действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как шар находится в покое, то по второму закону ньютона то есть (второе утверждение неверно).

3) На тело действуют сила Архимеда, сила тяжести и сила натяжения нити. Так как тело находится в покое, то по второму закону ньютона то есть (третье утверждение верно).

4) Сила тяжести, действующая на шар, Сила тяжести, действующая на тело, (четвёртое утверждение верно).

5) Объём погруженной части тела равен 3/4 его объёма (утверждение 5 неверно).

Ответ: 34|43

Аналоги к заданию № 9080: 9111 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 12.10.2016, вариант ФИ10104 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.3.5 Закон Архимеда. Условия плавания тел

На рисунке изображён подъёмный механизм, с помощью которого равномерно поднимают груз массой m = 6 кг, прикладывая к концу лёгкой нерастяжимой нити некоторую силу Механизм состоит из блока 1, имеющего массу M = 2 кг, и невесомого блока 2. Трение в осях блоков пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) КПД механизма,%

Б) модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками

По второму закону Ньютона так как то

Значит, модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками 40 Н. (Б — 3)

Полезная работа по поднятию груза на h равна общая энергия равна по второму закону Ньютона Значит, КПД системы равно:

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО Задания Д28 C1 № 9161

К потолку подвешен лёгкий неподвижный блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, на концах которой прикреплены два одинаковых груза массой 6 кг каждый. Трение отсутствует. Один из грузов склеен из двух частей, и в некоторый момент времени от него отваливается часть массой 2 кг. Каково будет ускорение этого груза в процессе начавшегося движения?

Запишем второй закон Ньютона для одного груза и для другого:

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10203 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО

На рисунке изображён подъёмный механизм, с помощью которого равномерно поднимают груз массой m = 6 кг, прикладывая к концу лёгкой нерастяжимой нити некоторую силу Механизм состоит из блока 1, имеющего массу M = 3 кг, и невесомого блока 2. Трение в осях блоков пренебрежимо мало. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) КПД механизма,%

По второму закону Ньютона так как T₁ = T₂, то

Значит, модуль силы натяжения нити, лежащей между блоками 45. (Б — 2)

Полезная работа по поднятию груза на h равна общая энергия равна 2Fh, по второму закону Ньютона F = T. Значит, КПД системы равно:

Аналоги к заданию № 9144: 9175 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10204 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО Задания Д28 C1 № 9192

К потолку подвешен лёгкий неподвижный блок. Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая нить, на концах которой прикреплены два одинаковых груза массой 3 кг каждый. Трение отсутствует. Один из грузов склеен из двух частей, и в некоторый момент времени от него отваливается часть массой 2 кг. Каково будет ускорение этого груза в процессе начавшегося движения? Ответ дайте в метрах на секунду в квадрате.

Запишем второй закон Ньютона для одного груза и для другого:

Вычтем из второго равенства первое и выразим ускорение:

Аналоги к заданию № 9161: 9192 Все

Источник: Тренировочная работа по физике 21.12.2016, вариант ФИ10204 Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 1.2.4 Второй закон Ньютона: для материальной точки в ИСО

На рисунке показана система, состоящая из трёх лёгких блоков и невесомого троса, с помощью которой можно удерживать в равновесии или поднимать груз массой M. Подвес груза и конец троса прикреплены к оси нижнего блока. Трение пренебрежимо мало.

На основании анализа приведённого рисунка выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера.

1) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой

2) Изображённая на рисунке система блоков не даёт выигрыша в силе.

3) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 3h.

4) Для того чтобы медленно поднять груз на высоту h, нужно вытянуть участок верёвки длиной 2h.

5) Для того чтобы удерживать груз в равновесии, нужно действовать на конец верёвки с силой

Система состоит из двух неподвижных блоков и одного подвижного. Неподвижные блоки меняют направление силы, но не дают выигрыша. Данный подвижный блок даёт дополнительный выигрыш в силе в 3 раза (в отличие от подвижного блока, дающего выигрыш в 2 раза, в котором один из концов троса закреплён на неподвижной опоре, здесь трос прикреплён к этому же подвижному блоку). Таким образом, если на груз действует сила тяжести то для удержания системы в равновесии необходимо приложить силу в 3 раза меньшую, т.е. (утверждения 1 и 2 неверны, утверждение 5 верно).

Для того чтобы поднять груз на высоту h, необходимо, чтобы три верёвки, присоединенные к грузу через подвижный блок, стали короче на h, а значит, придётся вытянуть веревку длиной 3h (утверждение 3 верно, утверждение 4 неверно).

Таким образом, подвижный блок даёт выигрыш в силе, но проигрыш в расстоянии и, тем самым, они не изменяют величину работы по подъёму груза.

Объяснение Григория Левиева.

Поднимем груз рукой, а не за веревку, на 1 метр. Провиснут три веревки. Чтобы убрать провисание, т. е. чтобы веревки оказались вновь натянутыми, нужно свободный конец веревки вытянуть на 3 м. Когда поднимаем за веревку провисания не возникает. Это значит, что при перемещении груза на 1 м (или сантиметр), конец веревки, за который тянем, перемещается на 3 м. Теперь переходим к силам. Если груз поднялся на h, его энергия выросла на величину mgh. Это увеличение энергии произошло за счет работы силы F, приложенной к концу веревки mgh = A = F · 3h, откуда F = mg/3.

Для усиления конструкции полки планируется прикрепить тонкий металлический стержень между концами

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО УСИЛЕНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ЭНЕРГОПРЕДПРИЯТИЙ

СОСТАВЛЕНО Государственным институтом проектирования предприятий по производству запасных частей и ремонту энергетического оборудования ("Гипроэнергоремонт")

Составители В.А.Колесник, В.В.Буланов, В.Д.Кузнецов, Р.Р.Турбабина, Г.Б.Ярославцева, И.А.Стрепкова

УТВЕРЖДЕНО Главным инженером Союзтехэнерго Г.Г.Яковлевым 15 августа 1983 г.

Настоящие Рекомендации предназначены для проектных организаций, проектно-конструкторских бюро, а также персонала специализированных ремонтных предприятий и служб эксплуатации производственных зданий и сооружений районных энергетических управлений и производственных энергообъединений Минэнерго СССР, министерств и главных управлений энергетики и электрификации союзных республик, связанных с ремонтом производственных зданий и сооружений.

В настоящих Рекомендациях изложены предложения по усилению стальных строительных конструкций и их элементов, приведены основные способы и методы расчета усиления стальных конструкций, даются характеристики примененных ранее конструкционных сталей и прокатных профилей, классификация дефектов и повреждений стальных конструкций.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1. Необходимость усиления конструкций производственных зданий и сооружений возникает в процессе эксплуатации, во время проведения ремонтов и реконструкций как основного технологического оборудования, так и строительных элементов конструкций.

1.2. Заключение о необходимости усиления стальных конструкций (далее по тексту "конструкций") составляется специальной комиссией при их обследовании. В результате обследования должны быть получены следующие материалы:

- документация и данные натурных обмеров, необходимые для расчетов;

- данные о времени возведения металлоконструкций, их ремонта и реконструкции с начала эксплуатации;

- ведомость допущенных отступлений от проекта или соответствующих СНиП;

- ведомость дефектов несущих металлоконструкций;

- геодезические данные по несущим металлоконструкциям;

- данные о нагрузках (схема нагрузок);

- сертификаты или лабораторные данные химического анализа и механических испытаний сталей, из которых выполнены конструкции;

- данные о фактической несущей способности конструкции.

1.3. Обследования и усиления конструкций, выполненных из кипящей углеродистой стали, необходимо производить в соответствии с [5] и [6].

1.4. Вопросы усиления ранее деформированных, а затем выправленных элементов конструкций с учетом остаточных напряжений в тех частях сечений, которые были подвержены пластическим деформациям, в настоящих Рекомендациях не рассматриваются.

1.5. В связи с необходимостью ремонта производственных зданий и сооружений, построенных в более ранние годы, в приложениях 1-18 настоящих Рекомендаций приводятся характеристики применявшихся ранее конструкционных сталей и прокатных профилей.

1.6. Условные обозначения, принятые в настоящих Рекомендациях, приведены в приложении 19.

2. ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ
НЕОБХОДИМОСТЬ УСИЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Усиление конструкций - одно из наиболее эффективных мероприятий по продлению их долговечности, восстановлению или увеличению их несущей способности и предотвращению аварий.

Причины, вызывающие необходимость усиления конструкций, следующие:

- реконструкция и модернизация основного и вспомогательного технологического оборудования, увеличение производительности оборудования, вызывающие увеличение нагрузок на конструкции;

- физический износ конструкций в результате интенсивной или длительной их эксплуатации;

- поражение конструкций коррозией;

- вредные температурные воздействия на конструкции;

- воздействия стихийного характера на конструкции;

- различные повреждения конструкций в результате нарушения правил их эксплуатации;

- повреждения (погнутости, вмятины и т.п.), полученные во время транспортировки и монтажа;

- ошибки при проектировании, изготовлении и производстве строительно-монтажных работ.

2.2. Основные виды дефектов и повреждений, характерных для конструкций покрытий и конструкций подкрановых путей производственных зданий, приведены в табл.1.

Читайте также: