RU156561U1 - Устройство для измерения опорных реакций - Google Patents

Abstract

1. Устройство для измерения опорных реакций, содержащее смонтированную на силовом полу жесткую опору, установленный на жесткой опоре металлический сборный каркас из двух соединенных вертикальными направляющими элементов, верхний из которых выполнен в виде пластины и установлен с возможностью вертикального перемещения, датчик опорных реакций, расположенный на жесткой опоре, и опорный ролик, отличающееся тем, что жесткая опора, датчик опорных реакций и нижний элемент сборного каркаса выполнены цилиндрической формы, при этом датчик опорных реакций размещен внутри жесткой опоры, а нижний элемент сборного каркаса установлен на оголовке датчика опорных реакций соосно с жесткой опорой и с возможностью вертикального перемещения, кроме этого, опорный ролик с помощью двух ограничителей горизонтального перемещения закреплен на верхней пластине сборного каркаса.2. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что между верхним и нижним элементами сборного каркаса расположена вставка.3. Устройство для измерения опорных реакций по п. 2, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде податливой опоры.4. Устройство для измерения опорных реакций по п. 2, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде упругой опоры.5. Устройство для измерения опорных реакций по п. 2, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде жесткой опоры.6. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что опорный ролик жестко зафиксирован между ограничителями горизонтального перемещения.7. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что опорный ролик установлен свободно между ограничите�

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения опорных реакций образцов, и может быть использована для исследования и измерения опорных реакций железобетонных элементов при статическом и динамическом нагружении.

Аналогом заявляемого устройства является датчик опорных реакций (патент на полезную модель RU №145007). Датчик содержит силовой пол, закрепленную на нем посредством тяжей опорную плиту с закрепленной на ней посредством болтовых соединений силопередающей плитой, снабженной стойками с вырезами, в которые установлен опорный ролик для размещения на нем испытуемого образца. Стойки жестко закреплены на верхней поверхности силопередающей плиты симметрично относительно ее оси. Опорная и силопередающая плиты соединены между собой. Измерение происходит посредством силоизмерительных датчиков тензометрического типа с максимальным значением показаний, превышающих значение силы, используемой при ударе, не менее, чем в десять раз и ориентированные по оси приложения опорной реакции и подключенные через регистрирующую аппаратуру к компьютеру. Каждая стойка содержит по одному силоизмерительному датчику, выполненному в виде полумоста, состоящего из двух тензорезисторов, рабочего, установленного по оси приложения опорной реакции в месте конструкции стойки с минимальным расчетным сечением, и компенсационного, установленного перпендикулярно и в непосредственной близости от рабочего. Две стойки содержат один силоизмерительный датчик, выполненный в виде полумоста с последовательным соединением рабочих и компенсационных тензорезисторов каждой стойки. Каждый силоизмерительный датчик закрыт теплоизоляционной пластиной. На силопередающей плите закреплен жесткий каркас.

Это устройство позволяет измерить опорные реакции при статических и кратковременных динамических нагрузках железобетонных элементов.

Однако данное техническое решение не позволяет оценить величину опорной реакции с учетом опорной реакции податливых опор при статических и динамических нагрузках.

За прототип принято устройство, позволяющее измерить опорные реакции в стенде для испытания железобетонных элементов на кратковременный динамический изгиб с податливыми опорами (патент на полезную модель RU №92537), содержащее смонтированные на силовом полу жесткие и податливые опоры для железобетонного элемента, ролики, установленные в вырезах жестких опор, причем на одной опоре - неподвижно, а на второй - с возможностью горизонтального перемещения, загрузочную траверсу с закрепленным на ней силоизмерителем, установленную через металлические прокладки на железобетонном элементе, и датчики опорных реакций, установленные на жестких опорах. Устройство содержит сборные каркасы, каждый из которых выполнен из двух металлических пластин, соединенных между собой с помощью вертикальных направляющих, при этом нижняя пластина установлена на ролике, а верхняя закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения, причем податливые опоры в виде сминаемых вставок расположены внутри сборных каркасов, а жесткие опоры смонтированы непосредственно на силовом полу.

Это техническое решение позволяет получить информацию о величине опорной реакции при испытании железобетонного элемента на изгиб с учетом опорной реакции податливых опор при статических и динамических нагрузках.

Однако данное техническое решение не позволяет достоверно оценить величину опорной реакции ввиду следующих факторов, вносящих существенные погрешности и искажающие измеряемые значения: относительно малая жесткость конструкции опоры для испытаний образца и возникающие вследствие этого изгибающие и крутящие моменты.

Задача полезной модели - наряду с обеспечением измерения опорных реакций при статических и динамических нагрузках, повышением жесткости силовой цепи устройства для измерения опорных реакций, упрощением конструкции, расширить область применения устройства для измерения опорных реакций.

Технический результат при реализации полезной модели заключается в получении более точной информации о величине опорной реакции при статическом и кратковременном динамическом нагружении, в том числе с учетом опорной реакции податливых, упругих и жестких вставок.

Технический результат и решение задачи достигаются следующим образом. Заявляемое устройство для измерения опорных реакций, как и прототип, содержит смонтированную на силовом полу жесткую опору и установленный на жесткой опоре металлический сборный каркас из двух соединенных вертикальными направляющими элементов. Верхний элемент сборного каркаса выполнен в виде пластины и установлен с возможностью вертикального перемещения. Устройство содержит датчик опорных реакций, расположенный на жесткой опоре, и опорный ролик.

В отличие от прототипа в заявляемом устройстве жесткая опора, датчик опорных реакций и нижний элемент сборного каркаса выполнены цилиндрической формы. Датчик опорных реакций размещен внутри жесткой опоры, а нижний элемент сборного каркаса установлен на оголовке датчика опорных реакций, причем соосно с жесткой опорой и с возможностью вертикального перемещения относительно нее. Отличием является также то, что опорный ролик с помощью двух ограничителей горизонтального перемещения закреплен на верхней пластине сборного каркаса. В частных случаях между элементами сборного каркаса может быть установлена вставка, выполненная в виде податливой, упругой или жесткой опоры, или же вставка может отсутствовать. Причем опорный ролик может быть жестко зафиксирован или установлен свободно между ограничителями горизонтального перемещения. Вертикальные направляющие сборного каркаса могут быть закреплены на верхней пластине с помощью резьбового соединения, а на нижнем элементе установлены свободно в пазах цилиндра или наоборот.

Достижению технического результата способствует установка в силовой цепи силоизмерительного датчика цилиндрической (датчика опорных реакций) формы в нижний металлический цилиндр жесткой опоры и последующую установку нижнего элемента сборного каркаса на оголовок силоизмерительного датчика, что позволяет исключить из силовой цепи измерителя нижнюю металлическую пластину каркаса (как в прототипе) и воздействовать непосредственно на силоизмерительный датчик, увеличить жесткость элементов и уменьшить их количество, упростить конструкцию устройства и получить более точную информацию о величине опорной реакции при статическом и кратковременном динамическом нагружении за счет применения силоизмерительного датчика повышенной линейности выходной характеристики. Возможность вертикальных перемещений нижнего и верхнего элементов сборного каркаса позволяет разместить между ними податливую, упругую или жесткую вставку, тем самым расширить область применения устройства для измерения опорных реакций.

Совокупность существенных признаков, характеризующая заявляемую полезную модель, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.

Полезная модель пояснена чертежами.

На фиг. 1 приведен общий вид устройства для измерения опорных реакций с податливой опорой.

На фиг. 2 показана конструкция устройства фиг. 1.

Конструкция устройства содержит смонтированную на силовом полу 1 жесткую опору 2, установленный на жесткой опоре 2 металлический сборный каркас 3 из двух соединенных вертикальными направляющими 4 элементов 5 и 6. Верхний элемент 6 выполнен в виде пластины и установлен с возможностью вертикального перемещения. Устройство содержит вставку 7, выполненной, например, в виде податливой сминаемой опоры, расположенную между элементами 5 и 6 сборного каркаса 3, силоизмеритель (датчик опорных реакций) 8, расположенный в жесткой опоре 2, и опорный ролик 9. Жесткая опора 2, силоизмеритель 8 и нижний элемент 5 сборного каркаса 3 выполнены цилиндрической формы, при этом силоизмеритель 8 размещен внутри жесткой опоры 2, а нижний элемент 5 сборного каркаса 3 установлен на оголовке силоизмерителя 8 соосно с жесткой опорой 2 и с возможностью вертикальных перемещений. В качестве силоизмерителя 8 может быть применен любой стандартный сертифицированный силоизмерительный датчик, конструкция которого оптимизирована для получения выходного сигнала с повышенной линейностью и термостабильностью (рабочий и компенсационный тензорезисторы расположены конструктивно рядом в одной нагретой зоне), например, датчик силоизмерительный ДСТ-4126, имеющий нелинейность не более ±0,25%. Опорный ролик 9 жестко зафиксирован или установлен свободно между ограничителями горизонтального перемещения 10, закрепленных на верхней пластине 6 сборного каркаса 3. Вертикальные направляющие 4 сборного каркаса 3 закреплены на верхней пластине 6 с помощью резьбового соединения и свободно установлены в пазах 11 нижнего элемента 5, при этом возможно иное решение закрепления направляющих 4 в элементах 5 и 6. Жесткая опора 2 смонтирована при помощи болтовых соединений 12 на опорной плите 13, зафиксированной на силовом полу 1 посредством тяжей 14. Вставка 7 может быть выполнена в виде податливой, упругой, жесткой или иной опоры, или же отсутствовать вообще.

Полезная модель промышленно применима, ее можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.

Работа устройства заключается в следующем. Нагрузка, приложенная на испытуемую конструкцию 15, передается через опорный ролик 9, установленный на подвижной пластине 6 сборного каркаса 3, вставку 7, расположенную на нижнем элементе 5 сборного каркаса 3, установленный на оголовке силоизмерителя цилиндрической формы 8, который установлен в жесткой опоре 2. Значение опорной реакции определяется при помощи силоизмерителя цилиндрической формы 8, подключенного к компьютерной измерительной системе. Работа устройства независимо от типа вставки происходит аналогично.

Claims (8)

1. Устройство для измерения опорных реакций, содержащее смонтированную на силовом полу жесткую опору, установленный на жесткой опоре металлический сборный каркас из двух соединенных вертикальными направляющими элементов, верхний из которых выполнен в виде пластины и установлен с возможностью вертикального перемещения, датчик опорных реакций, расположенный на жесткой опоре, и опорный ролик, отличающееся тем, что жесткая опора, датчик опорных реакций и нижний элемент сборного каркаса выполнены цилиндрической формы, при этом датчик опорных реакций размещен внутри жесткой опоры, а нижний элемент сборного каркаса установлен на оголовке датчика опорных реакций соосно с жесткой опорой и с возможностью вертикального перемещения, кроме этого, опорный ролик с помощью двух ограничителей горизонтального перемещения закреплен на верхней пластине сборного каркаса.

2. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что между верхним и нижним элементами сборного каркаса расположена вставка.

3. Устройство для измерения опорных реакций по п. 2, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде податливой опоры.

4. Устройство для измерения опорных реакций по п. 2, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде упругой опоры.

5. Устройство для измерения опорных реакций по п. 2, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде жесткой опоры.

6. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что опорный ролик жестко зафиксирован между ограничителями горизонтального перемещения.

7. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что опорный ролик установлен свободно между ограничителями горизонтального перемещения.

8. Устройство для измерения опорных реакций по п. 1, отличающееся тем, что вертикальные направляющие сборного каркаса закреплены на верхней пластине с помощью резьбового соединения, а на нижнем элементе установлены свободно в пазах цилиндра.

Images