RU133025U1

RU133025U1 - INSTALLATION FOR TESTS FOR STATIC AND DYNAMIC LOAD OF THE MODEL OF THE BEARING STRUCTURES OF THE FRAME BUILDING

Info

Publication number: RU133025U1
Application number: RU2013117244/28U
Authority: RU
Inventors: Андрей Валентинович Коргин; Мария Андреевна Захарченко; Юрий Иванович Кудишин; Михаил Валерьевич Емельянов; Килани Лейс Зейдович Зейд; Валентин Алексеевич Ермаков
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-10-10

Abstract

Установка для испытания модели несущих конструкций каркасного здания на механические нагрузки, включающая опорную раму, источник динамического воздействия (вибрации) и датчики, отличающаяся тем, что для проведения испытаний на статическую нагрузку включает набор грузов, систему рычагов, домкраты, привод горизонтальный, и на основании математической модели каркаса здания предварительно рассчитываются параметры динамических и статических нагрузок, точки приложения усилий и места размещения датчиков, а результаты испытаний обрабатываются измерительно-вычислительным комплексом и сравниваются с результатами моделирования.Installation for testing the model of the supporting structures of the frame building for mechanical loads, including a support frame, a source of dynamic impact (vibration) and sensors, characterized in that for conducting tests for static load it includes a set of weights, a lever system, jacks, a horizontal drive, and on the basis of the mathematical model of the building frame, the parameters of dynamic and static loads, the points of application of force and the location of the sensors are pre-calculated, and the test results of the processing tsya measuring and computing system and compared with the simulation results.

Description

Полезная модель относится к строительству, в частности, к стендам для испытаний конструкций, и может быть использована для моделирования изменения напряженно-деформированного состояния конструкций в результате воздействия различных видов нагрузок.The utility model relates to construction, in particular, to stands for testing structures, and can be used to simulate changes in the stress-strain state of structures as a result of exposure to various types of loads.

В настоящее время для испытаний несущих конструкций зданий и сооружений используются различные установки, включающие как правило, опорную раму и источник воздействия на исследуемый объект.Currently, various facilities are used to test the supporting structures of buildings and structures, including, as a rule, a support frame and a source of influence on the object under study.

Наиболее близким из известных аналогов является вибростенд для испытаний зданий и сооружений, их фрагментов, моделей-макетов, конструкций и оборудования на динамическую устойчивость и сейсмостойкость (Патент на полезную модель RU 100925). Недостатком устройства является отсутствие системы нагружения статической нагрузкой и, как следствие, невозможность проведения испытаний на статическую нагрузку.The closest known analogue is a vibration bench for testing buildings and structures, their fragments, mock-ups, structures and equipment for dynamic stability and seismic resistance (Utility Model Patent RU 100925). The disadvantage of this device is the lack of a static loading system and, as a consequence, the inability to conduct tests for static load.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание установки для испытания модели несущих конструкций каркасного здания одновременно на статическую и динамическую нагрузки и предоставление возможности моделирования изменения напряженно-деформированного состояния каркасной конструкции в результате воздействия различных видов нагрузок.The problem solved by the proposed utility model is the creation of an installation for testing the model of the supporting structures of the frame building at the same time for static and dynamic loads and providing the ability to simulate changes in the stress-strain state of the frame structure as a result of exposure to various types of loads.

Поставленная задача решается за счет разработанной конструкции установки, которая состоит из опорной рамы, системы динамического воздействия (реализуемой с помощью линейного двигателя), системы задания статической нагрузки (реализуемой посредством системы рычагов, домкратов, комплекта грузов, и горизонтального привода), измерительных датчиков, программируемого комплекса задания нагрузок и воздействий.The problem is solved due to the developed installation design, which consists of a support frame, a dynamic impact system (implemented using a linear motor), a static load setting system (implemented through a system of levers, jacks, a set of weights, and a horizontal drive), measuring sensors, programmable complex task loads and impacts.

Техническое решение может быть проиллюстрировано вариантом выполнения установки и описанием работы устройства.The technical solution can be illustrated by an embodiment of the installation and a description of the operation of the device.

На фиг.1 представлена схема установки.Figure 1 presents the installation diagram.

Установка для испытаний на статическую и динамическую нагрузку модели несущих конструкций каркасного здания представляет собой специально изготовленную каркасную конструкцию 1 - опорную раму, выполненную в виде рамной пространственной конструкции из металлических швеллеров. На опорную раму устанавливается модель несущих конструкций каркасного здания 2 - стальная сварная пространственная рама с заданным шагом пролетов и высотой этажа, с перекрытиями из стального листа определенной толщины или без них, система статических нагружающих устройств в виде системы винтовых домкратов 3, наборных грузов 4 и рычагов 5, привода горизонтального 7, системы динамического воздействия, реализованной в виде линейного привода 6, а также измерительные датчики и измерительно-вычислительный комплекс для сбора, преобразования, регистрации, обработки, передачи и представления информации, поступающей с датчиков (не показано).Installation for static and dynamic load testing of the model of the supporting structures of the frame building is a specially made frame structure 1 - a supporting frame made in the form of a spatial frame structure of metal channels. On the supporting frame, a model of the supporting structures of the frame building 2 is installed - a steel welded spatial frame with a given span and floor height, with or without ceilings of steel sheet of a certain thickness, a system of static loading devices in the form of a system of screw jacks 3, stacked loads 4 and levers 5, horizontal drive 7, a dynamic impact system implemented as a linear drive 6, as well as measuring sensors and a measuring and computing complex for collecting, converting, istratsii, processing, transmission and presentation of information received from sensors (not shown).

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Проведению физического эксперимента по нагружению модели несущих конструкций предшествует моделирование и расчетный анализ в программном комплексе конечно-элементного моделирования.A physical experiment on loading a model of load-bearing structures is preceded by modeling and computational analysis in the software package of finite element modeling.

На основе результатов моделирования и расчетов выбираются параметры статической и динамической нагрузок в испытательном эксперименте для конкретной модели несущих конструкций, а также точки размещения датчиков.Based on the results of modeling and calculations, the parameters of static and dynamic loads are selected in a test experiment for a specific model of load-bearing structures, as well as the location of the sensors.

Создание статической нагрузки на модель несущих конструкций каркасного здания осуществляется: нагружением перекрытий модели гирями наборного груза и/или перемещением штока винтового домкрата, соединенного с опорами модели, и/или перемещением штока привода горизонтального, соединенного с элементами модели, и/или нагружением рычага, прикрепленного к модели, гирями системы наборных грузов.The creation of a static load on the model of the supporting structures of the frame building is carried out by: loading the model floors with weighted weights and / or moving the screw jack rod connected to the model supports and / or moving the horizontal actuator rod connected to the model elements and / or loading the lever attached to the model, kettlebell system weights.

Источник динамического воздействия (вибрации) представляет собой линейный привод, соединенный с моделью несущих конструкций каркасного здания и имеющий возможность программного изменения частот генерируемых им колебаний через программируемый комплекс управления динамической нагрузкой.The source of dynamic impact (vibration) is a linear drive connected to a model of the supporting structures of the frame building and having the ability to programmatically change the frequencies of the oscillations it generates through a programmable dynamic load control system.

Элемент системы статического воздействия в форме конструкции в виде рычага и наборных грузов показан на фиг.2.An element of the static impact system in the form of a structure in the form of a lever and stacked weights is shown in FIG. 2.

Нагружение модели несущих конструкций приводит к возникновению изменения напряженно-деформированного состояния конструкции - возникновению перемещений, отклонений, прогибов, колебаний элементов конструкции, которые регистрируются датчиками и обрабатываются измерительно-вычислительным комплексом.The loading of the model of load-bearing structures leads to a change in the stress-strain state of the structure — to the occurrence of displacements, deviations, deflections, vibrations of structural elements, which are recorded by sensors and processed by a measuring and computing complex.

Claims

Installation for testing the model of the supporting structures of the frame building for mechanical loads, including a support frame, a source of dynamic impact (vibration) and sensors, characterized in that for conducting tests for static load it includes a set of weights, a lever system, jacks, a horizontal drive, and on the basis of the mathematical model of the building frame, the parameters of dynamic and static loads, the points of application of force and the location of the sensors are pre-calculated, and the test results of the processing tsya measuring and computing system and compared with the simulation results.