RU100255U1

RU100255U1 - STAND FOR TEST OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR CROSS BENDING WITH STATIC LOADING

Info

Publication number: RU100255U1
Application number: RU2010116191/28U
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Плевков; Игорь Владимирович Балдин; Дмитрий Геннадьевич Уткин; Георгий Иванович Однокопылов; Михаил Павлович Леонтьев
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2010-12-10

Abstract

1. Стенд для испытания железобетонных элементов на поперечный изгиб при статическом нагружении, содержащий смонтированные на силовом полу вертикальные направляющие и динамометрические опоры для железобетонного элемента, в вырезах которых установлены ролики, причем в одном вырезе неподвижно, а в другом - с возможностью горизонтального перемещения, тензорезисторы, наклеенные на динамометрические опоры, загрузочную траверсу, установленную через металлические прокладки или пластину на железобетонном элементе, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидравлический домкрат, установленный на загрузочной траверсе и соединенный с насосной станцией, выполненной с возможностью фиксации разрушающей нагрузки, дополнительно содержит металлический шар, дополнительные опоры для концов загрузочной траверсы, установленные на металлических прокладках или пластине, и упорную траверсу, которая сверху через металлический шар упирается в гидравлический домкрат и закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения и фиксации, помимо этого, одна дополнительная опора для загрузочной траверсы выполнена в виде шарнира и расположена со стороны неподвижного ролика, а вторая, расположенная со стороны подвижного ролика, выполнена неподвижной. ! 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что дополнительные опоры для загрузочной траверсы расположены симметрично центру железобетонного элемента. 1. A bench for testing transverse concrete elements under transverse bending under static loading, containing vertical guides and dynamometric supports mounted on the force floor for the reinforced concrete element, in the cutouts of which the rollers are mounted, and in one cutout it is stationary, and in the other with the possibility of horizontal movement, strain gages glued to torque supports, a loading beam, installed through metal gaskets or a plate on a reinforced concrete element, characterized in that it is up to additionally contains a hydraulic jack mounted on the loading beam and connected to a pump station configured to fix the breaking load, further comprises a metal ball, additional supports for the ends of the loading beam installed on metal gaskets or a plate, and a thrust beam, which is above through a metal ball rests on the hydraulic jack and is mounted on vertical rails with the possibility of vertical movement and fixation, in addition, one Additional support for the boot is designed as a yoke and a hinge located on the side of the fixed roller, and the second, located on the part of the movable roller is stationary. ! 2. The stand according to claim 1, characterized in that the additional supports for the loading beam are located symmetrically to the center of the reinforced concrete element.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к испытательным стендам для проведения испытаний на поперечный изгиб при статическом нагружении.The utility model relates to test equipment, namely to test benches for conducting transverse bending tests under static loading.

Известен стенд для статических испытаний железобетонных элементов на трехточечный изгиб и сжатие, по патенту РФ на полезную модель №72761. Стенд включает в себя колонны, траверсу, электродвигатель, датчик силы, муфту, верхнюю и нижнюю опоры, направляющие и блок управления. Стенд отличается тем, что в него введен винт с редуктором, выполняющий роль силового цилиндра, установленный на траверсе по центру стенда и перемещающийся по направляющим в вертикальном направлении, при этом винт с редуктором снабжен центрирующей втулкой, расположенной под траверсой с элементами фиксации положения винта от проворачивания.A well-known stand for static testing of reinforced concrete elements for three-point bending and compression, according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 72761. The stand includes columns, a crosshead, an electric motor, a force sensor, a coupling, upper and lower supports, guides and a control unit. The stand is characterized in that a screw with a reducer is introduced into it, which acts as a power cylinder mounted on the traverse in the center of the stand and moving along the guides in the vertical direction, while the screw with the reducer is equipped with a centering sleeve located under the traverse with elements for fixing the position of the screw from turning .

Однако данный стенд не позволяет исследовать работу элементов при статическом изгибе от двух сосредоточенных сил, действующих симметрично относительно центра испытываемого элемента. В частности не обеспечивается возможность передачи нагрузки в заданные точки элемента, а также затруднена возможность измерения опорных реакций в процессе нагружения и значений перемещений балки в отдельных ее точках, что сужает область исследований.However, this stand does not allow to study the operation of elements under static bending from two concentrated forces acting symmetrically relative to the center of the element being tested. In particular, it is not possible to transfer the load to predetermined points of the element, and it is also difficult to measure support reactions during loading and the values of beam displacements at its individual points, which narrows the scope of research.

За прототип принят стенд для испытания железобетонных элементов на кратковременный динамический изгиб по патенту РФ на полезную модель №77433. Стенд по прототипу содержит: смонтированные на силовом полу копровую установку с грузосбрасывателем, мачты (направляющие) которой снабжены ограничителем хода груза, опоры для железобетонного элемента, в вырезах которых установлены ролики, причем один - неподвижно, второй - с возможностью горизонтального перемещения, загрузочную траверсу с закрепленным на ней силоизмерителем, установленную через металлические прокладки или металлическую пластину на железобетонном элементе, акселерометры, один из которых установлен на грузосбрасывателе, другой - на силоизмерителе, тензорезисторы, наклеенные на опорах под железобетонным элементом, систему страховки для ограничения прогиба железобетонного элемента, установленную на расстоянии максимально допустимого прогиба, демпфирующие прокладки, установленные на силоизмерителе. Груз закреплен на мачтах с возможностью вертикального перемещения, а также фиксации.The prototype adopted a stand for testing reinforced concrete elements for short-term dynamic bending according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 77433. The prototype stand contains: a copying machine mounted on the power floor with a load ejector, the masts (guides) of which are equipped with a load limiter, supports for the reinforced concrete element, in the cutouts of which the rollers are installed, one of which is stationary, the second with the possibility of horizontal movement, the loading beam with a force meter mounted on it, installed through metal gaskets or a metal plate on a reinforced concrete element, accelerometers, one of which is mounted on a load shed ie, the other - on siloizmeritelej, strain gauges pasted on poles under reinforced concrete element, the insurance system to limit the deflection of reinforced concrete element, installed at a distance of maximum deflection pads mounted on siloizmeritelej. The load is fixed on the masts with the possibility of vertical movement, as well as fixation.

Данный стенд позволяет испытывать железобетонные элементы на кратковременный динамический изгиб и исследовать работу элемента при возникновении изгибающих моментов. Стенд позволяет более полно исследовать параметры, которые характеризуют напряженно-деформированное состояние железобетонной балки в момент изгиба под действием кратковременной динамической нагрузки, однако данный стенд не позволяет исследовать работу элементов при статическом изгибе от двух сосредоточенных сил, действующих, например симметрично относительно центра испытываемого элемента. В частности не обеспечивается возможность передачи нагрузки в заданные точки элемента, а также затруднена возможность измерения опорных реакций в процессе нагружения и значений перемещений балки в отдельных ее точках.This stand allows you to test reinforced concrete elements for short-term dynamic bending and to study the operation of the element in the event of bending moments. The stand allows you to more fully explore the parameters that characterize the stress-strain state of a reinforced concrete beam at the time of bending under the action of a short-term dynamic load, however, this stand does not allow to study the operation of elements under static bending from two concentrated forces acting, for example, symmetrically relative to the center of the element being tested. In particular, it is not possible to transfer the load to predetermined points of the element, and it is also difficult to measure support reactions during loading and the values of beam displacements at its individual points.

Задача полезной модели - обеспечить поперечный изгиб исследуемому железобетонному элементу и расширить диапазон исследуемых параметров при статических исследованиях. Технический результат, на достижение которого направлена решаемая задача, заключается в создании напряженно-деформированного состояния, характеризующегося действием изгибающего момента, возникающем за счет сосредоточения сил в опорных точках при статическом нагружении, фиксации изменения статической нагрузки и опорных реакций в процессе нагружения и измерения деформаций по высоте сечения железобетонного элемента.The objective of the utility model is to provide transverse bending of the reinforced concrete element under study and to expand the range of the studied parameters in static studies. The technical result, which the problem is aimed at, is to create a stress-strain state characterized by the action of a bending moment arising from the concentration of forces at the reference points under static loading, fixing the changes in the static load and supporting reactions during loading and measuring deformations along the height section of a reinforced concrete element.

Задача решена следующим образом.The problem is solved as follows.

Общим с прототипом у заявляемого стенда для испытания железобетонных элементов на поперечный изгиб при статическом нагружении является то, что он содержит смонтированные на силовом полу вертикальные направляющие, динамометрические опоры для железобетонного элемента и загрузочную траверсу. В вырезах динамометрических опор установлены ролики, причем в одном вырезе неподвижно, а в другом - с возможностью горизонтального перемещения. Загрузочная траверса установлена через металлические прокладки или пластину на железобетонном элементе.In common with the prototype of the inventive test bench for testing reinforced concrete elements for transverse bending under static loading is that it contains vertical guides mounted on the power floor, torque supports for the reinforced concrete element and the loading beam. Rollers are installed in the cutouts of the dynamometric bearings, moreover, it is stationary in one cutout and in the other with the possibility of horizontal movement. The loading beam is installed through metal gaskets or a plate on a reinforced concrete element.

В отличие от прототипа стенд согласно заявляемой полезной модели дополнительно содержит гидравлический домкрат, установленный на загрузочной траверсе, металлический шар, дополнительные опоры для концов загрузочной траверсы, установленные на металлических прокладках или пластине, и упорную траверсу, которая сверху через металлический шар упирается в гидравлический домкрат. Упорная траверса закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения и фиксации. Одна дополнительная опора для загрузочной траверсы выполнена в виде шарнира и расположена со стороны неподвижного ролика, а вторая, расположенная со стороны подвижного ролика, выполнена неподвижной.In contrast to the prototype, the stand according to the claimed utility model additionally contains a hydraulic jack mounted on the loading beam, a metal ball, additional supports for the ends of the loading beam installed on metal gaskets or a plate, and a thrust beam, which rests against the hydraulic jack from above through the metal ball. Thrust crosshead mounted on vertical rails with the possibility of vertical movement and fixation. One additional support for the loading beam is made in the form of a hinge and is located on the side of the stationary roller, and the second, located on the side of the movable roller, is fixed.

Динамометрические опоры смонтированы на силовом полу с возможностью регулирования расстояния между ними, а дополнительные опоры для загрузочной траверсы расположены симметрично центру железобетонного элемента.Torque supports are mounted on the power floor with the ability to control the distance between them, and additional supports for the loading beam are located symmetrically to the center of the reinforced concrete element.

Наличие упорной траверсы позволяет создавать необходимый распор для гидравлического домкрата в целях обеспечения плавного и ступенчатого загружения испытываемого образца. Проектное положение упорной траверсы на необходимой высоте обеспечивается за счет гаек-фиксаторов, закрепленных на вертикальных направляющих. Изменение высоты расположения упорной траверсы возможно путем закручивания (откручивания) данных гаек-фиксаторов на необходимую величину. Опирание загрузочной траверсы на домкрат производится через металлический шар, что обеспечивает точечную передачу нагрузки. Наличие дополнительных опор для загрузочной траверсы позволяет сосредоточить нагрузку в двух точках на испытуемом образце. Например, симметричное расположение подвижных и неподвижных опор в заявляемом стенде, как показано выше, позволяет уравновесить конструкцию стенда.The presence of a persistent crosshead allows you to create the necessary strut for the hydraulic jack in order to ensure smooth and step loading of the test sample. The design position of the thrust crosshead at the required height is ensured by fixing nuts fixed on vertical rails. Changing the height of the thrust crosshead is possible by twisting (unscrewing) these fixing nuts by the required amount. The support of the loading beam on the jack is made through a metal ball, which provides a point-to-point transfer of the load. The presence of additional supports for the loading beam allows you to focus the load at two points on the test sample. For example, the symmetrical arrangement of movable and fixed supports in the inventive stand, as shown above, allows you to balance the design of the stand.

Следовательно, заявляемый стенд позволяет дифференцированно осуществлять нагружение конструкции при статическом испытании. А именно, изменять величину прикладываемой нагрузки в зависимости от задач исследования. При этом появляется возможность производить замеры по всем приборам (опорные реакции, перемещения, ширина раскрытия трещин, деформации бетона и арматуры и т.д). Заявляемый стенд позволяет испытывать широкий круг стержневых конструкций на поперечный изгиб при статическом нагружении.Therefore, the inventive stand allows differentially to carry out the loading of the structure during a static test. Namely, to change the magnitude of the applied load depending on the objectives of the study. At the same time, it becomes possible to make measurements on all instruments (support reactions, displacements, crack opening width, deformation of concrete and reinforcement, etc.). The inventive stand allows you to test a wide range of rod structures for transverse bending under static loading.

Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемое устройство, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.The set of essential features characterizing the claimed device in the known sources of information is not found, which confirms the novelty of the utility model.

Полезная модель пояснена чертежами. На фиг.1 приведен общий вид стенда для испытаний, укрупнено показаны узлы опирания загрузочной траверсы и испытуемого образца; на фигуре 2 - вид стенда спереди, на фиг.3 - вид сбокуThe utility model is illustrated by drawings. Figure 1 shows a General view of the test bench, enlarged shows the nodes of the support of the loading beam and the test sample; figure 2 is a front view of the stand, figure 3 is a side view

Конструкция стенда смонтирована на силовом полу 1 и состоит из двух динамометрических опор 2, силовых направляющих штанг 3, испытываемой конструкции - железобетонного элемента 4, загрузочной траверсы 5, гидравлического домкрата 6, упорной траверсы 7.The design of the stand is mounted on the power floor 1 and consists of two torque supports 2, power guide rods 3, the tested structure is a reinforced concrete element 4, loading beam 5, hydraulic jack 6, resistant beam 7.

Динамометрические опоры 2 при помощи анкерных болтов (по четыре анкерных болта на каждую опору) крепятся к силовому полу 1, тем самым обеспечивая их жесткое опирание. Наклеенные на стойки опор тензорезисторы, позволяют измерять опорные реакции. Динамометрические опоры 2 выполнены необходимой высоты для обеспечения возможности расположения под испытываемым элементом системы измерительных приборов, таким, как датчиков перемещения, позволяющих фиксировать изменение перемещений балки в различных ее точках в процессе нагружения. Расстояние между динамометрическими опорами 2 ограничено длиной силового пола 1.Torque supports 2 with anchor bolts (four anchor bolts for each support) are attached to the power floor 1, thereby ensuring their rigid support. Strain gages glued to the struts of the supports allow measuring support reactions. The dynamometer bearings 2 are made of the necessary height to enable the arrangement of measuring instruments under the element under test, such as displacement sensors, which allow recording the change in the beam movements at its various points during loading. The distance between the torque supports 2 is limited by the length of the power floor 1.

Силовые штанги 3 одним концом закреплены при помощи гаек к силовому полу 1, а на свободные концы силовых штанг 3 установлена упорная траверса 7, местоположение которой по высоте обеспечивается гайками-фиксаторами.Power rods 3 are fixed at one end with nuts to the power floor 1, and a thrust beam 7 is installed on the free ends of the power rods 3, the height of which is provided by the fixing nuts.

Испытываемая конструкция 4 установлена на динамометрические опоры 2 через распределительные металлические пластины 8.The test design 4 is mounted on the torque supports 2 through the distribution metal plate 8.

Загрузочная траверса 5 установлена на испытываемую конструкцию 4 через распределительные металлические пластины 9 с подвижной (шарнирной) 12 и неподвижной 11 опорами.The loading traverse 5 is mounted on the test structure 4 through metal distribution plates 9 with a movable (articulated) 12 and a fixed 11 supports.

На загрузочной траверсе 5 установлен гидравлический домкрат 6 (соединительные шланги и насосная станция на схемах условно не показаны). Сопряжение гидравлического домкрата 6 с упорной траверсой 7 - шарнирное (применяется металлический шар 10). Испытуемый образец опирается на ролик 13, установленный в вырезе динамометрической опоры 2 неподвижно, и ролик 14, установленный в вырезе опоры 2 подвижно.A hydraulic jack 6 is installed on the loading traverse 5 (connecting hoses and a pump station are conventionally not shown in the diagrams). The coupling of the hydraulic jack 6 with the thrust traverse 7 is hinged (a metal ball 10 is used). The test specimen rests on a roller 13 mounted in the notch of the dynamometer support 2 motionless, and a roller 14 mounted in the notch of the support 2 movably.

Работа устройства заключается в следующем. Домкрат 6 подключен к насосной станции при помощи соединительных шлангов, по которым подается масло на поршень домкрата. При подаче масла в гидравлический домкрат, поршень выдвигается. Поскольку гидравлический домкрат располагается между упорной траверсой 7 и загрузочной траверсой 5, то возникает распор, а поскольку упорная траверса 7 с силовыми штангами 3 и силовым полом 1 создают замкнутую раму, обладающую во много раз большой жесткостью, чем испытываемая конструкция, то таким образом создается давление гидравлического домкрата 6 на загрузочную траверсу 5 и далее через распределительные пластины 9 и подвижную 12 и неподвижную 11 опоры на испытываемую конструкцию. Опирание загрузочной траверсы 5 на домкрат производится через металлический шар 10, что обеспечивает точечную передачу нагрузки.The operation of the device is as follows. The jack 6 is connected to the pump station with connecting hoses, through which oil is supplied to the piston of the jack. When oil is supplied to the hydraulic jack, the piston extends. Since the hydraulic jack is located between the stop yoke 7 and the loading yoke 5, a spacer occurs, and since the stop yoke 7 with the power rods 3 and the power floor 1 create a closed frame, which is many times more rigid than the test structure, this creates pressure hydraulic jack 6 to the loading beam 5 and further through the distribution plates 9 and the movable 12 and the fixed 11 supports on the test structure. The support of the loading beam 5 on the jack is made through a metal ball 10, which provides a point-to-point transfer of the load.

Для получения данных о напряженно-деформированном состоянии экспериментального образца (железобетонного элемента) используется комплекс стандартных измерительных приборов. В железобетонном элементе 4 в середине его расчетного пролета возникает максимальный изгибающий момент. Балка получает определенные перемещения в отдельных точках. При достижении допустимого прогиба для конкретной конструкции происходит ее разрушение. Разрушающая нагрузка фиксируется насосной станцией, к которой подключен домкрат 6. Величина опорных реакций фиксируется путем обработки показаний тензорезисторов, наклеенных на динамометрические опоры 2. Все используемые при эксперименте датчики и приборы непосредственно перед проведением экспериментальных исследований тарируются, вследствие чего получаются зависимости показаний конкретного датчика (прибора) на каждом этапе нагружения от показаний измерительной системы в относительных единицах. Переход к необходимым абсолютным единицам при обработке результатов эксперимента происходит путем умножения показаний системы для каждого датчика (прибора) на тарировочный коэффициент, полученный при тарировке.To obtain data on the stress-strain state of the experimental sample (reinforced concrete element), a set of standard measuring instruments is used. In the reinforced concrete element 4 in the middle of its design span, a maximum bending moment occurs. The beam receives certain movements at individual points. Upon reaching the permissible deflection for a particular design, its destruction occurs. The breaking load is fixed by the pumping station to which the jack is connected 6. The magnitude of the support reactions is fixed by processing the readings of the strain gauges glued to the torque supports 2. All sensors and devices used in the experiment are calibrated immediately before the experimental studies, as a result of which the dependences of the readings of a specific sensor (device) are obtained ) at each stage of loading from the readings of the measuring system in relative units. The transition to the necessary absolute units when processing the results of the experiment occurs by multiplying the readings of the system for each sensor (device) by the calibration coefficient obtained during calibration.

Claims

1. A bench for testing transverse concrete elements under transverse bending under static loading, containing vertical guides and dynamometric supports mounted on the force floor for the reinforced concrete element, in the cutouts of which the rollers are mounted, and in one cutout it is stationary, and in the other with the possibility of horizontal movement, strain gages glued to torque supports, a loading beam, installed through metal gaskets or a plate on a reinforced concrete element, characterized in that it is up to additionally contains a hydraulic jack mounted on the loading beam and connected to a pump station configured to fix the breaking load, further comprises a metal ball, additional supports for the ends of the loading beam installed on metal gaskets or a plate, and a thrust beam, which is above through a metal ball rests on the hydraulic jack and is mounted on vertical rails with the possibility of vertical movement and fixation, in addition, one Additional support for the boot is designed as a yoke and a hinge located on the side of the fixed roller, and the second, located on the part of the movable roller is stationary.

2. The stand according to claim 1 , characterized in that the additional supports for the loading beam are located symmetrically to the center of the reinforced concrete element.