RU155685U1 - Стенд для испытания на кратковременное динамическое кручение статически сжатых железобетонных элементов - Google Patents

Abstract

1. Стенд для испытания на кратковременное динамическое кручение статически сжатых железобетонных элементов, содержащий опоры для размещения железобетонного элемента, смонтированные на силовом полу, траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих концов железобетонного элемента и соединенные между собой тяжами, закрепленный на одной опоре подшипник, плотно надетый на один из концов железобетонного элемента, закрепленный на второй опоре и упирающийся в траверсу металлический башмак для жесткого защемления второго конца железобетонного элемента, гидравлический домкрат, упирающийся во вторую траверсу, оголовник с рычагом для приложения ударной нагрузки, плотно надетый на конец железобетонного элемента между подшипником и гидравлическим домкратом, металлическую прокладку в виде шарового сегмента, расположенную между оголовником и гидравлическим домкратом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит П-образную раму, стойки которой смонтированы на силовом полу по обе стороны от железобетонного элемента, металлическую трубу, одним концом установленную на рычаге оголовника, а другим закрепленную на поперечине П-образной рамы, и груз цилиндрической формы с центральным отверстием, насаженным на металлическую трубу, при этом груз установлен на металлической трубе с возможностью перемещения и фиксации и снабжен в основании резиновыми прокладками.2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поперечины П-образной рамы использована траверса.

Description

Полезная модель относится к области динамических исследований материалов, а более конкретно - к испытательной технике, а именно - к машинам для испытания сжатых железобетонных образцов с кручением.

Известен стенд по патенту РФ на полезную модель №48225. Это устройство содержит: опорные элементы, смонтированные на силовом полу, дополнительные опоры, расположенные по обе стороны от нагружающего устройства, дополнительные траверсы, установленные на дополнительных опорах, тяжи, концы которых закреплены в дополнительных траверсах, три металлические пластины, ролики, загружающую траверсу, силоизмеритель и домкрат. Нагружающее устройство выполнено в виде копровой установки, мачты которой снабжены ограничителем движения груза. Один ролик размещен неподвижно в вырезе одного опорного элемента, другой - в вырезе второго опорного элемента с возможностью горизонтального перемещения, две металлические пластины размещены на роликах, а третья закреплена на выпусках арматуры железобетонного элемента. Траверсы выполнены с овальными отверстиями для пропуска выпусков арматуры железобетонного элемента. За счет пропуска выпусков арматуры в отверстия траверс и их анкеровки, осуществляется поворот элемента. Домкрат установлен между третьей металлической пластиной и дополнительной траверсой. Опоры для дополнительных траверс выполнены с возможностью регулирования их высоты. При помощи домкрата, металлической пластины и тяжей, пропущенных через отверстия в дополнительных траверсах, обеспечивается продольная растягивающая сила.

Стенд позволяет испытывать железобетонные элементы на косое внецентренное кратковременное динамическое растяжение, но не позволяет исследовать работу железобетонного элемента при возникновении крутящего момента и действии продольной сжимающей силы и не позволяет задавать длительность силового воздействия.

Из уровня техники известны стенды, которые позволяют исследовать напряженно-деформированное состояние продольно-сжатых железобетонных элементов на динамическое кручение. Стенд по патенту РФ на полезную модель №61881 содержит: опоры для размещения железобетонного элемента, смонтированные на силовом полу и траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих концов железобетонного элемента и соединенные между собой тяжами. На одной опоре закреплен подшипник, плотно надетый на один из концов железобетонного элемента, на другой опоре закреплен и упирается в траверсу металлический башмак, для жесткого защемления второго конца железобетонного элемента. В состав стенда входят также гидравлический домкрат, оголовник с рычагом для приложения ударной нагрузки, металлическая прокладка с шаровым сегментом, расположенная между оголовником и гидравлическим домкратом, силоизмеритель и интегральный датчик ускорения, закрепленный со стороны оголовника на торце железобетонного элемента, который соединен с измерительно-вычислительным комплексом.

Стенд позволяет создать ударное воздействие падением испытательного груза. Однако жесткий удар, примененный в этом техническом решении не позволяет задавать длительность силового воздействия.

Прототипом заявленному стенду является стенд для испытания железобетонных элементов на сжатие, с кратковременным динамическим кручением, по патенту РФ на полезную модель №56617. Стенд содержит опоры для размещения железобетонного элемента, смонтированные на силовом полу и дополнительные опоры, установленные с обоих концов железобетонного элемента. На дополнительных опорах установлены траверсы, которые соединены между собой тяжами. На одну из траверс упирается гидравлический домкрат. На конце железобетонного элемента плотно установлен подшипник, закрепленный на соответствующей ему опоре для железобетонного элемента. Между подшипником и гидравлическим домкратом на конец железобетонного элемента плотно надет оголовник с рычагом для приложения ударной нагрузки. Между оголовником и гидравлическим домкратом расположена металлическая прокладка в виде шарового сегмента. Второй конец железобетонного элемента защемлен металлическим башмаком, закрепленным на соответствующей ему опоре и упирающимся в траверсу. Для измерения данных о напряженно-деформированном состоянии железобетонного элемента используется комплекс стандартных измерительных приборов.

Стенд позволяет исследовать напряженно-деформированное состояние железобетонного элемента, характеризующееся одновременным действием сжимающей продольной силы и крутящего момента при ударной нагрузке. Ударная нагрузка создается массой падающего груза. Сила удара регулируется применением разной массы груза и изменением высоты его падения. Стенд по прототипу, как и предыдущие аналоги, не обеспечивает задание длительности силового кратковременного воздействия.

Задача полезной модели - проведение испытаний с заданной длительностью силового воздействия кратковременной динамической нагрузки и исследование напряженно-деформированного состояния испытуемых железобетонных элементов.

Технический результат, на достижение которого направлена решаемая задача, заключается в повышении достоверности информации о напряженно-деформированном состоянии железобетонного элемента с учетом заданной длительности силового воздействия.

Задача решена следующим образом.

Общим с прототипом является то, что заявленный стенд содержит опоры для размещения железобетонного элемента, смонтированные на силовом полу и траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих концов железобетонного элемента и соединенные между собой тяжами. На опоре для железобетонного элемента закреплен подшипник, плотно надетый на один из концов железобетонного элемента. На другой опоре для железобетонного элемента закреплен металлический башмак, предназначенный для жесткого защемления второго конца железобетонного элемента и упирающийся в траверсу. Как и прототип, заявляемый стенд содержит гидравлический домкрат, упирающийся во вторую траверсу, оголовник с рычагом для приложения ударной нагрузки, плотно надетый на конец железобетонного элемента между подшипником и гидравлическим домкратом, металлическую прокладку в виде шарового сегмента, расположенную между оголовником и гидравлическим домкратом.

В отличие от прототипа заявляемый стенд дополнительно содержит П-образную раму, стойки которой смонтированы на силовом полу по обе стороны от железобетонного элемента. Кроме этого, стенд дополнительно содержит металлическую трубу, одним концом установленную на рычаге оголовника, а другим - закрепленную на поперечине П-образной рамы, и груз цилиндрической формы, с центральным отверстием, насаженным на металлическую трубу. Груз установлен на металлической трубе с возможностью перемещения и фиксации и снабжен в основании резиновыми прокладками. В качестве поперечины П-образной рамы может быть использована траверса.

В уровне техники не выявлено стендов для испытания на кратковременное динамическое кручение статически сжатых железобетонных элементов, которые включают всю совокупность существенных признаков заявляемого стенда. Это подтверждает новизну заявляемой полезной модели.

Полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость». Она может быть изготовлена и неоднократно использована для испытаний железобетонных элементов с достижением указанного технического результата.

Полезная модель пояснена чертежом, на котором приведен общий вид заявляемого стенда.

Конструкция стенда содержит опоры 1, которые закреплены анкерами 2 на силовом полу 3 для обеспечения жесткого закрепления испытываемого железобетонного элемента. Испытываемый образец 4 закреплен жестко в металлическом башмаке 5 и подшипнике (на чертеже не показан), которые смонтированы к опорам 1. Центрирование испытываемого образца 4 в подшипнике осуществляется при помощи деревянных прокладок. Расчетная схема - консоль с дополнительным шарниром. Для передачи сжимающей нагрузки на экспериментальный образец 4 предусмотрен металлический оголовник 7. Центральное приложение продольной сжимающей силы осуществляется при помощи металлической прокладки с шаровым сегментом, который помещают между гидравлическим домкратом 8 и металлическим оголовником 7. Гидравлический домкрат 8 упирают в траверсу 9, которая тяжами 10 соединена со второй траверсой 11. Траверсы установлены на дополнительных опорах 6. Для создания крутящей нагрузки в экспериментальном образце 4 использован рычаг 12, прикрепленный к оголовнику 7. Крутящий момент создает падающий испытательный груз цилиндрической формы 14 с резиновыми прокладками 15 закрепленными в основании груза. Груз 14 выполнен с центральным отверстием, с помощью которого установлен на металлической трубе 13, которая закреплена на П-образной раме 16, закрепленной на силовом полу 3. Перед испытаниями груз 14 находится в фиксированном положении на металлической трубе 13. В качестве верхней поперечины 17 может быть использована траверса.

Предварительно перед испытаниями определяют соответствие длительности силового воздействия (удара) толщине резиновых прокладок, которыми снабжен груз. Для этого до установки на стенде железобетонного элемента производят жесткий удар массой груза по датчику силоизмерителя, меняя толщину резиновой прокладки. Например, установлено, что при жестком ударе груза массой 400 кг по датчику силоизмерителя типа ДСТ-4126 длительность импульса составила 8 мс, с прокладкой из армированной резины толщиной 14 мм - 13 мс, с прокладкой из армированной резины толщиной 28 мм - 18 мс, с прокладкой из армированной резины толщиной 42 мм - 20 мс. В процессе испытаний, для массы груза 400 кг и заданной длительности импульса выбирается соответствующая толщина резиновой прокладки.

Работа испытательной установки осуществляется следующим образом. Вначале при помощи гидравлического домкрата 8 в испытываемом образце 4 создается продольная сжимающая нагрузка. Затем испытываемый образец 4 выдерживают под этой нагрузкой приблизительно десять минут. По истечении этого времени прикладывается ударная нагрузка на рычаг 12. Ударная нагрузка создается массой падающего груза 14. При этом в железобетонном образце 4 действуют продольная сжимающая сила и крутящий момент. Силу удара можно регулировать увеличением или уменьшением высоты падения груза, а также изменением массы груза 14. Длительность силового воздействия можно регулировать увеличением или уменьшением количества резиновых прокладок 15.

Для получения данных о напряженно-деформированном состоянии экспериментального образца используется комплекс измерительных приборов, подключенных к измерительно-вычислительному комплексу. Деформации бетона или арматуры измеряются предварительно наклеенными тензорезисторами. Прогибы конструкции или изменение пространственного положения точек конструкции относительно силового пола измеряются с помощью датчиков линейных перемещений индуктивного типа. Ускорения в заданных точках конструкции измеряются с помощью акселерометров тензометрического или пьезоэлектрического типа. Показания приборов регистрируются измерительно-вычислительными комплексами MIC-400, MIC-300.

Claims (2)

1. Стенд для испытания на кратковременное динамическое кручение статически сжатых железобетонных элементов, содержащий опоры для размещения железобетонного элемента, смонтированные на силовом полу, траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих концов железобетонного элемента и соединенные между собой тяжами, закрепленный на одной опоре подшипник, плотно надетый на один из концов железобетонного элемента, закрепленный на второй опоре и упирающийся в траверсу металлический башмак для жесткого защемления второго конца железобетонного элемента, гидравлический домкрат, упирающийся во вторую траверсу, оголовник с рычагом для приложения ударной нагрузки, плотно надетый на конец железобетонного элемента между подшипником и гидравлическим домкратом, металлическую прокладку в виде шарового сегмента, расположенную между оголовником и гидравлическим домкратом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит П-образную раму, стойки которой смонтированы на силовом полу по обе стороны от железобетонного элемента, металлическую трубу, одним концом установленную на рычаге оголовника, а другим закрепленную на поперечине П-образной рамы, и груз цилиндрической формы с центральным отверстием, насаженным на металлическую трубу, при этом груз установлен на металлической трубе с возможностью перемещения и фиксации и снабжен в основании резиновыми прокладками.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что в качестве поперечины П-образной рамы использована траверса.

Images