RU2073839C1

RU2073839C1 - Method and device for increasing bearing capacity of multispan continuous beam

Info

Publication number: RU2073839C1
Application number: RU93036297A
Authority: RU
Inventors: Н.П. Абовский; Ю.А. Воловик; Г.А. Залялеева
Original assignee: Красноярский инженерно-строительный институт
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1997-02-20

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: in operating a multispan beam with changing location and value of applied load, measured is deformation at controlled points of beam. Beam is subjected to additional forceful actions depending on measured values of deformation by alternate displacements of supports. Device for increasing load-bearing capacity of beam has operating mechanisms, deformation sensors, signals processing unit. Supports are displaced by operating mechanisms on receiving processed signals initiated by deformation sensors. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

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. The invention relates to the field of construction and can be used in other industries where a multi-span continuous beam is used with a load that varies in magnitude and place of application.

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.A known method of increasing the bearing capacity of a continuous multi-span beam due to the lateral displacement of the supports made at the installation stage [1]
However, this method has a limited scope due to the fact that the prestressing of the beam, carried out by displacing the supports, can cause forces that for an unloaded beam can exceed the maximum allowable.

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.Closest to the technical nature of the claimed is a method of increasing the bearing capacity of a multi-span continuous beam, including the creation of additional stress state of the beam by transverse to its axis of displacement of the supports [2]
A device is known for realizing an increase in the bearing capacity of a multi-span continuous beam, including actuators for carrying out displacement of supports transverse to the axis of the beam [2]
The disadvantages of the known method and device are the inability to use for multi-span continuous beam, which is exposed to loads that are variable in magnitude and place of application.

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. The objective of the invention is to increase the strength of a multi-span continuous beam exposed to a variable in magnitude and place of application of the load and reduce its material consumption at the lowest energy cost for the implementation of the displacement of support devices.

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.The technical result is achieved by the fact that in the method of increasing the bearing capacity of a multi-span continuous beam, including the creation of additional voltage state of the beam by transverse to its axis of displacement of the supports, during operation of the multi-span continuous beam is measured strain at controlled points of the beam, and the displacement of the supports is carried out at a distance depending on the measured values of the deformations and the conditions for their minimum energy consumption for the implementation of the displacement of the supports, observing the following dependencies:

where e the total energy costs for the implementation of the displacement of the supports,
S is the column matrix of the displacements of the individual supports,
A square matrix of the influence of unit displacements of each of the supports on the efforts in the dangerous sections of the beam
R matrix-column of forces acting in dangerous sections of the beam
[R] matrix column of maximum permissible forces in dangerous sections of the beam.

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. The technical result of the device is achieved by the fact that the device for increasing the bearing capacity of a multi-span continuous beam, including an actuator for performing lateral displacement of the supports relative to the axis of the beam, is equipped with beam deformation sensors and a signal processing unit, while the strain sensors are connected through the signal processing unit with actuators for the implementation of the displacement of the supports.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена сущность способа и схема устройства для его осуществления. The invention is illustrated in the drawing, which shows the essence of the method and diagram of the device for its implementation.

Устройство содержит датчики деформации 1, установленные на многопролетной неразрезной балке 2, блок обработки сигналов 3 с исполнительными механизмами 4. The device contains strain gauges 1 mounted on a multi-span continuous beam 2, a signal processing unit 3 with actuators 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.A method of increasing the bearing capacity of a multi-span continuous beam is as follows. On a multi-span continuous beam 2, which is influenced by a variable in magnitude and point of load application, strain gauges 1 are installed, the signals from which are fed to signal processing unit 3, with which the beam condition under load is estimated and a signal is generated for the lateral displacement of the beam supports using actuators 4. As a signal processing unit 3 use a computer connected through a system of interfaces and switching devices with deformation sensors 2 and with actuators E 4 through the interfaces, and power amplifiers. In this case, according to the recorded signals from the deformation sensors, an analysis of the state of the beam is carried out in relation to the magnitude and point of application of the load. These data are used to calculate the required displacements of the supports carried out by the actuators 4. The values of the displacements of the supports transverse with respect to the axis of the beam are determined from the conditions of matching their minimum energy consumption for the implementation of the displacement of the supports, subject to the following relationships:

where e the total energy costs for the implementation of the displacement of the supports,
S is the column matrix of the displacements of the individual supports,
A square matrix of the influence of unit displacements of each of the supports on the efforts in the dangerous section of the beam,
R is the column matrix of the forces acting in the dangerous sections of the beam,
[R] matrix column of maximum permissible forces in dangerous sections of the beam.

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. The technical solution allows to increase the strength of a multi-span continuous beam, exposed to a variable in magnitude and place of application of the load, as well as to reduce its material consumption at the lowest energy consumption for the implementation of the displacement of support devices.

Claims

1. A method of increasing the bearing capacity of a multi-span continuous beam, including creating an additional stress state of the beam by lateral displacement of the supports with respect to its axis, characterized in that during operation of the multi-span continuous beam, the strain is measured at controlled points of the beam, and the displacements of the supports are carried out at a distance depending on the measured values of the strains and the conditions for their minimum energy consumption for the implementation of the displacement of the supports, subject to the following relationships:

where E. the total energy costs for the implementation of the displacement of the supports;
S is the column matrix of the displacements of the individual supports;
A square matrix of the influence of unit displacements of each of the supports on the efforts in dangerous sections of the beam;
R is the column matrix of the forces acting in the dangerous sections of the beam;
[R] matrix column of maximum permissible forces in dangerous sections of the beam.

2. A device for increasing the bearing capacity of a multi-span continuous beam, including actuators for transverse to the axis of the beam displacement of the supports, characterized in that it is equipped with beam deformation sensors and a signal processing unit, while the deformation sensors are connected through the signal processing unit to the executive mechanisms for the implementation of the displacement of the supports.