CZ29655U1 - Zařízení pro zajištění kloubového uložení vzorku - Google Patents

Description

Technické řešení se týká zařízení pro zajištění kloubového uložení vzorku, zejména pilíře, namáhaného tlakovou silou s excentrickou. Jedná se zejména o podepření zajišťující kloubové uložení vzorku, například sloupku či pilíře, namáhaného současně tlakovou silou a ohybovým momentem vneseným do vzorku excentrickou silou. Správné provedení této zkoušky je zásadní pro posouzení únosnosti sloupku nebo pilíře, protože právě ohybový moment je často kritickým zejména pro zděné konstrukce, u kterých vyvolává tahové namáhání ve spárách a tím i jejich poškození. Dosavadní stav techniky

Kritické namáhání sloupků je většinou způsobeno kombinací tlaku a ohybu, který je do sloupu vnesen buď rámovým propojením s horizontálním prvkem - průvlakem, nebo excentrickým namáháním tlakovou silou. Takové namáhání je kritické zejména pro materiály s malou tahovou pevností, jako je například cihlové zdivo. Z tohoto důvodu se často volí právě tlaková zkouška s excentricitou pro ověření únosnosti a spolehlivosti sloupů při kritickém namáhání.

Pri správné konfiguraci takové zkoušky je potřeba zajistit kloubové uložení sloupu přímo pod hydraulickým pístem se siloměrem, ale také umožnit natočení v patě sloupu. Pokud by byl sloup položen nebo ukotven na rovné podložce bez možnosti jeho rotace, docházelo by k zásadní změně způsobu namáhání. Na druhou stranu je z technického hlediska pri umísťování sloupku a přípravě experimentu potřeba zajistit relativně snadnou manipulaci a stabilitu sloupu, protože hmotnost testovaných sloupů nebo pilířů je v řádech desítek nebo stovek kilogramů.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro zajištění kloubového uložení vzorku, zejména pilíře, namáhaného tlakovou silou s excentricitou, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že sestává z nosné desky, pro umístění testovaného vzorku, opatřené na své spodní straně excentricky umístěným podélným perem, zapadajícím do drážky v základní desce, a z horní roznášecí desky se zatěžovacím pístem umístěným nad perem, přičemž k bočním stěnám vzorku jsou připojeny extenzometry.

Mezi nosnou deskou a základní deskou jsou s výhodou umístěny vyjímatelné aretační podložky. Testovaný sloupek je ve spodní části zajištěn profily spojenými závitovou tyčí. Pero je s výhodou ve tvaru podélného výstupku se zakončením řezu ve tvaru půlkruhu a drážka má v řezu tvar písmena V.

Navrhované řešení splnění výše uvedených požadavků zaručuje, zajišťující stabilně podepřenou vodorovnou podložku, která se po uložení vzorku, jeho lehkém přitížení a následném odebrání kovových aretačních destiček, stává kloubem umožňující natáčení v jedné ose.

Podstatou takového řešení je zamezení vodorovných posunů pomocí zářezu ve tvaru písmene „V“ a pera protilehlého prvku v řezu s tvarem půlkruhu a umožnění rotace okolo jeho osy. Hlavice zatěžovacího hydraulického pístu zkušebního lisuje obvykle vybavena zařízením umožňujícím její natáčení, zatímco kloubové podepření paty sloupu je problematické z důvodu složité manipulace s často těžkým sloupem a jeho komplikovaným vystředěním. Z toho důvodu je umožněna aretace podložky ve vodorovné poloze pomocí destiček, které je potřeba vyjmout v úplném začátku zatěžování, před vlastním započetím zkoušky. Pri odebrání pouze jedné nízké podložky je navíc zajištěna stabilita rozdrceného sloupku - proti překlopení, což zvyšuje bezpečnost práce pri testování a redukuje nebezpečí poškození čidel, které zaznamenávají deformace testovaného sloupu nebo pilíře ve svislém směru, například extenzometrů. Ze stejného důvodu je dobré si k podložce připevnit pomocí ocelových roznášecích profilů a závitových tyčí testovaný vzorek, tj. sloupek nebo pilíř.

Aby byl ohybový moment, který je vnesený do testovaného sloupu pomocí excentricity tlakové síly vzhledem k těžišti průřezu sloupu, konstantní po celé délce sloupu, je třeba, aby byly pero

-1 CZ 29655 Ul s drážkou u podložky přesně pod místem, kam je vnesena zatěžovací tlaková síla hydraulickým pístem. Tato síla by neměla být aplikována přímo na povrch sloupu, ale měla by být distribuována pomocí roznášecí ocelové desky, která je půdorysného rozměru nebo větší než rozměr sloupku nebo pilíře, aby bylo zamezeno lokalizaci poškození sloupu kvůli koncentraci napětí přímo pod hydraulickým pístem a obdržené výsledky odpovídaly reálnému namáhání.

Objasnění výkresu

Princip předkládaného řešení je dále vysvětlen pomocí obrázku na přiloženém výkresu. Na Obr. 1 je schematicky naznačen pohled na podpírací zařízení kolmo na osu otáčení podložky. Příklad uskutečnění technického řešení ío Zařízení zajišťující kloubové uložení vzorku 2 namáhaného tlakovou silou s excentricitou je schematicky znázorněno v pohledu kolmo na osu natáčení podložky na Obr. 1. V uvedeném příkladném provedení se zařízení skládá z pojistných úchytek 5 vyrobených ze závitové tyče a roznášecího kovového profilu dostatečně tuhého, aby nedocházelo k příliš velké deformaci, dále z ocelové nosné desky 6 s perem zapadajícím do drážky vyfrézované do ocelové základní desky

8. Dočasnou stabilitu při centrování a ukládání vzorku 2 na podložku zajišťují stabilizační destičky 7. Tyto destičky 7 jsou vyjmuty hned v začátku zatěžování sloupku, aby byla umožněna volná rotace i po stlačení testovaného vzorku 2. Deformace testovaného vzorku 2 během tlakové zkoušky je monitorována pomocí extenzometrů 4 pevně uchycených k boku vzorku 2. Z důvodu nepřesností samotného vzorku 2 je nutné monitorovat deformace na všech hranách, je tedy po20 třeba použít celkově čtyři extenzometry 4. Roznášecí ocelová deska 3 eliminuje koncentraci napětí na hranách zatěžovacího pístu I se siloměrem.

Pokud je při provádění experimentu vše správně upevněno a vzorek 2 není křivý, mělo by dojít k porušení vzorku 2 tlakem pod aplikovanou silou a tahem na protější straně, pokud tahová napětí přesáhnou tahovou pevnost testovaného materiálu. Příkladné poškození sloupu během zatěžování má lokalizaci trhlin ve vodorovném i svislém směru. Vzniklý vzor trhlin koresponduje s požadovaným způsobem namáhání.

Průmyslová využitelnost

Popsané podpírací zařízení je možné využít ke zjišťování kritického zatížení sloupů namáhaných kombinací tlaku a ohybu. Řešení je využitelné pro jakýkoliv materiál a naměřená data mohou být porovnána s výpočty pomocí numerického modelu, sloužícímu k odhalení příčin porušení a optimalizaci návrhu konstrukce.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (4)

1. Zařízení pro zajištění kloubového uložení vzorku (2), zejména pilíře, namáhaného tlakovou silou s excentricitou, vyznačující se tím, že sestává z nosné desky (6), pro umís35 tění testovaného vzorku (2), opatřené na své spodní straně excentricky umístěným perem, zapadajícím do drážky v základní desce (8), a z horní roznášecí desky (3) se zatěžovacím pístem (1) umístěným nad perem, přičemž k bočním stěnám vzorku (2) jsou připojeny extenzometry (4).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi nosnou deskou (6) a základní deskou (8) jsou umístěny vyjímatelné aretační podložky (7).

40

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že testovaný sloupek (2) je ve spodní části zajištěn profily (5) spojenými závitovou tyčí.

-2CZ 29655 Ul

4. Zařízení podle kteréhokoli z předchozích nároků, v y z n a č u j í c í se tí m, že pero je ve tvaru podélného výstupku se zakončením v řezu ve tvaru půlkruhu a drážka má v řezu tvar písmena V.