RU135804U1 - Установка для испытания строительных конструкций - Google Patents

Abstract

Установка для испытания строительных конструкций, содержащая закрепленные в силовом полу опоры для размещения испытываемого образца, устройство нагружения с силовым устройством, отличающаяся тем, что устройство нагружения выполнено в виде, по меньшей мере, одного рычага, а силовое устройство выполнено в виде грузовой емкости, а установка снабжена страховочным домкратом, который выполнен с возможностью установки под каждый рычаг устройства нагружения во время испытания, причем страховочный домкрат выполнен в виде гидравлического домкрата нагружения-разгружения, который установлен на силовом полу с возможностью перемещения вдоль оси испытываемой конструкции и выполнен с возможностью медленного и/или быстрого подъема и опускания, причем гидравлический домкрат нагружения-разгружения установлен с возможностью совместного перемещения с рычагом устройства нагружения к месту приложения нагрузки на испытываемую конструкцию.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к испытательной технике, и, может быть использована для испытания балочных конструкций на изгиб.

Известно устройство для испытания на изгиб бетонных и железобетонных плит и балок с применением для этой цели гидравлического пресса по авторскому свидетельству СССР №82653, кл. G01N 3/20, 1949 г. Оно выполнено в виде установленной на катках подвижной опорной рамы из швеллерных или иных балок, предназначенной для крепления на ней гидравлического пресса и снабженной боковыми опорными подвижными стойками, перемещаемыми вдоль рамы по направляющим и фиксируемыми зажимами в требуемом положении, определяемом длиной испытываемого бетонного элемента.

Процесс испытания заключается в том, что испытуемую балку или плиту устанавливают на полки между боковыми стойками-траверсами, в прорези стоек закладывают брусья с призменными ребрами (или иного требуемого сечения), служащими в качестве опор. На рабочую плиту поршня гидропресса устанавливают двутавровую балку, через которую давление передается от поршня на нижнюю поверхность изгибаемой бетонной плиты или балки.

Недостаток таких устройств, обычно применяемых на месте производства бетонных строительных элементов, заключается в том, что они не обеспечивают требуемой точности показаний в процессе испытания и требуют для проведения испытаний значительных затрат времени и труда, а использование гидравлического пресса не позволяет обеспечивать длительное время заданный уровень загружения с развитием трещин.

Известен стенд для испытания сборных железобетонных балок НИИ - 2000 Н.Н.Аистов, Испытание сооружений. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. М.Л., 1960 г. стр.178-179, рис.148, принятый заявителем за прототип. Стенд включает четыре бетонных фундамента, вертикальные направляющие из двух швеллеров, забетонированных в каждом фундаменте. На верхних гранях фундаментов установлены опорные подушки из стальных листов, причем подвижные опоры испытуемых балок расположены на стальных катках. Загрузочная платформа представляет собой балочную клетку из восьми двутавровых балок и подвешена к каждой испытываемой балке в двух точках с помощью стальных хомутов, имеющие центрирующие устройства для обеспечения центральной передачи нагрузок.

Данный стенд представляет собой сложную и громоздкую конструкцию, испытание на котором проводят с применением материалоемкой нагрузки, которую нельзя снять или заменить в короткий период времени. На нем нельзя создать нагрузки изменяющиеся по циклическим закономерностям, с постоянной составляющей и регулируемыми временными параметрами.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание мобильной, легко перестраиваемой, в плане проведения испытаний, установки, универсальной в создании циклических нагрузок и имеющей возможность сокращения времени между нагружением и разгружением, а так же сокращением времени процесса переналадки установки под новую схему испытания.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении устройство нагружения выполнено в виде, по меньшей мере, одного рычага, а силовое устройство выполнено в виде грузовой емкости, а установка снабжена страховочным домкратом, который выполнен с возможностью установки под каждый рычаг устройства нагружения во время испытания, причем страховочный домкрат выполнен в виде гидравлического домкрата нагружения-разгружения, который установлен на силовом полу с возможностью перемещения вдоль оси испытываемой конструкции и выполнен с возможностью медленного и/или быстрого подъема и опускания, причем гидравлический домкрат нагружения-разгружения установлен с возможностью совместного перемещения с рычагом устройства нагружения к месту приложения нагрузки на испытываемую конструкцию.

Технический результат от использования предлагаемого решения заключается в том, что разработана и изготовлена универсальная установка для испытания железобетонных конструкций балочного типа на разные режимы нагружения, включая повторные и длительные, сокращение цикличности испытаний за счет значительного сокращения времени между нагружением-разгружением, благодаря расширению функций домкрата: к страховочной функции домкрата добавилась функция нагружения-разгружения.

Результаты испытания железобетонных балок на повторной нагрузке свидетельствуют:

- в процессе циклических нагружений статической нагрузкой после образования трещин в растянутой зоне происходит накопление деформации бетона, арматуры, прогибов, ширины раскрытия трещин как в вершине - при максимальных нагрузках в циклах, так и остаточных - при полном снятии нагрузок;

- уменьшение жесткостных характеристик интенсивно происходит на первых пяти циклах, с дальнейшим ростом числа циклов накопление деформаций характеризуется стабилизацией, т.е. разница между параметрами на каждом последующем цикле в сравнении с предыдущим уменьшается;

- с ростом числа циклов нагружения доля поглощенной энергии в цикле от полной уменьшается, о чем свидетельствует сближение ветвей нагрузок и разгрузок.

Железобетонные конструкции после снятия части полных нагрузок (временных нагрузок) и образования трещин в растянутой зоне бетона имеют иные жесткостные характеристики, отличные от назначаемых, что необходимо учитывать в нормативных документах на проектирование.

На фиг.1 изображена установка для испытания строительных конструкций на изгиб, общий вид;

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, вид сбоку.

Для создания нагрузок, изменяющихся по циклическим закономерностям, с постоянной составляющей и регулируемыми временными параметрами, необходимы специальные установки мобильные к изменению схем испытания. Гидравлические силовые установки не позволяют обеспечивать длительное время заданный уровень загружения с развитием трещин, штучные грузы - материалоемки и не позволяют снять нагрузку в короткий период времени.

Исходя из требуемых условий, для испытаний балок на изгиб спроектирована рычажная установка позволяющая получать регулируемую неизменную на каждой ступени нагрузку. Такая установка позволяет реализовывать нагрузки, приближенные к реальным и быть более мобильной к изменению схем испытаний.

Установка для испытания строительных конструкций, например, железобетонных, или металлических и других, балок состоит из двух опор 1, жестко закрепленных в силовом полу 2. Опоры 1 предназначены для размещения и закрепления на них испытываемого образца, например, балки 3.

В конструкцию установки входят устройство нагружения и силовое устройство.

Устройство нагружения выполнено в виде, по меньшей мере, одного рычага 4. А страховочный домкрат выполнен в виде гидравлического домкрата нагружения-разгружения 5, который также входит в устройство нагружения. К страховочной функции домкрату 5 добавилась функция нагружения-разгружения. На фиг.1 изображены два рычага 4 с гидравлическими домкратами нагружения-разгружения 5. Рычаги 4 шарнирно закреплены на опорных стойках 6. Причем каждая опорная стойка 6 каждого рычага 4, а также гидравлический домкрат нагружения-разгружения 5 устройства нагружения установлена на силовом полу 2 с возможностью перемещения вдоль оси испытываемой строительной конструкции, например, балки 3. Кроме того, гидравлический домкрат нагружения-разгружения 5 выполнен с возможностью медленного и/или быстрого подъема и опускания в зависимости от условий конкретного испытания. Благодаря этому свойству домкрата, значительно сокращается время между нагружением и разгруженном, то есть сокращается время подготовки процесса цикличности испытаний.

Причем гидравлический домкрат нагружения-разгружения 5 установлен с возможностью совместного перемещения с рычагом 4 устройства нагружения к месту приложения нагрузки на испытываемую конструкцию 3.

А силовое устройство выполнено в виде грузовой емкости 7, которая размещена на каждом рычаге 4 устройства нагружения и выполнена с возможностью заполнения жидкостью. Кроме того, грузовая емкость 7 выполнена с возможностью перестановки на рычаге 4, изменяя тем самым плечо прикладываемой нагрузки, и снабжена регулятором 8 объема и скорости наполнения и слива жидкости.

Установка для испытания строительных конструкций работает следующим образом.

На опоры 1 укладывают испытываемый образец, например, длинномерную однопролетную балку 3. Устройство нагружения выставляют по местам приложения нагрузок, которые задают, для чего опорные стойки 6 с гидравлическими домкратами нагружения-разгружения 5 и рычагами 4 перемещают по силовому полу 2 вдоль оси испытываемой строительной конструкции и устанавливают на балку 3 в выбранных для испытания сечениях. Гидравлические домкраты нагружения-разгружения 5 выставляют таким образом, чтобы в точке приложения нагрузки между рычагом 4 и испытываемой балкой 3 был видимый зазор. Это исходное положение гидравлических домкратов нагружения-разгружения 5 и разгруженное положение установки для испытания строительных конструкций.

Затем на каждый рычаг 4 навешивают грузовую емкость 7, являющуюся силовым устройством, в место, определяющее плечо рычага 4 и выбранную заданную нагрузку. Для создания заданной нагрузки заполняют грузовую емкость 7 жидкостью, а регулятор 8 объема и скорости наполнения и слива жидкости отслеживает поступающий в грузовую емкость 6 объем жидкости.

Для соблюдения техники безопасности и исключения непредвиденных ситуаций при испытаниях, гидравлические домкраты нагружения-разгружения 5 под каждым рычагом 4 выполняют дополнительную функцию - функцию страховки.

После наполнения расчетным количеством жидкости грузовой емкости 7 и плавного одновременного опускания гидравлических домкратов нагружения-разгружения 5, начинают испытание балки 3 на изгиб.

Испытание, например, длинномерной однопролетной балки 3 на изгиб проводят следующим образом.

На испытываемый образец - балку 3 прикладывают регулируемую нагрузку и по скорости нагружения, и по ее величине, а выбранные параметры нагрузки выдерживают на каждом промежутке времени.

Диапазон и место приложения нагрузок регулируют устройством нагружения и силовым устройством, а именно, каждую опорную стойку 6 с рычагом 4 и гидравлическим домкратом нагружения-разгружения 5, перемещая по силовому полу 2 вдоль оси испытываемой строительной конструкции, устанавливают в выбранном для испытания месте, а установкой грузовой емкости 7 в выбранном месте на рычаге 4, тем самым, определяя плечо приложения нагрузки, и заполняя ее заданным объемом жидкости, определяют диапазон действия прилагаемых нагрузок.

Кроме того, величину нагрузки изменяют также объемом заполняемой жидкости и положением самой грузовой емкости 7 на рычаге 4 устройства нагружения.

Таким образом, тарируют плечо приложения нагрузки на рычаг 4 в зависимости от объема заполняемой жидкости и размещения грузовой емкости 7 на рычаге 4. Это дает возможность использовать установку с заранее растарированными нагрузками, что значительно сокращает цикличность и продолжительность испытаний.

Прочностные и деформационные параметры испытываемой конструкции измеряют в заданном интервале времени.

Такой способ загружения позволяет механизировать процесс нагружения и разгрузки, а также получить заданные и контролируемые величины сил с высокой степенью точности. Предусмотрено соотношение плеч рычага 4, соответствующее, как минимум, многократному увеличению нагрузки, прикладываемой к балке 3, по отношению к весу грузовой емкости 7.

Использование предложенного технического решения позволило создать мобильную, легко и быстро перестраиваемую, в плане проведения испытаний, установку, универсальную в создании сочетания циклических нагрузок и изменении схем загружения во время проведения испытаний конструкций, сократить цикличность испытаний за счет значительного сокращения времени между нагружением и разгружением, благодаря расширению функций домкрата.

Claims (1)

1. Установка для испытания строительных конструкций, содержащая закрепленные в силовом полу опоры для размещения испытываемого образца, устройство нагружения с силовым устройством, отличающаяся тем, что устройство нагружения выполнено в виде, по меньшей мере, одного рычага, а силовое устройство выполнено в виде грузовой емкости, а установка снабжена страховочным домкратом, который выполнен с возможностью установки под каждый рычаг устройства нагружения во время испытания, причем страховочный домкрат выполнен в виде гидравлического домкрата нагружения-разгружения, который установлен на силовом полу с возможностью перемещения вдоль оси испытываемой конструкции и выполнен с возможностью медленного и/или быстрого подъема и опускания, причем гидравлический домкрат нагружения-разгружения установлен с возможностью совместного перемещения с рычагом устройства нагружения к месту приложения нагрузки на испытываемую конструкцию.

   

Images