RU188352U1

RU188352U1 - Силовая рама для испытания конструкций и соединений

Info

Publication number: RU188352U1
Application number: RU2018145431U
Authority: RU
Inventors: Марк Петрович Сон
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-04-09

Abstract

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к приспособлениям для исследования прочностных свойств конструкций и их соединений. Силовая рама для испытания конструкций и соединений состоит из двух металлических колонн-стоек, жестко соединенных с двумя ригелями сваркой, образуя основной силовой контур. К внутренней поверхности рамы закреплены две металлические тумбы и один упор, присоединенные к основному силовому контуру при помощи болтов. Технический результат: создание мобильной (переносимой) силовой рамы, увеличение максимальных размеров испытуемых образцов конструкций, восприятие силовой рамой и образцом горизонтальных сил, возможности приложения сил на разные отметки. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к приспособлениям для исследования прочностных свойств конструкций и их соединений, и может быть использована при исследовании прочности и жесткости конструкций и их соединений при нагружении их несколькими силами, создаваемыми гидравлическими домкратами, с одновременным действием сжимающих усилий и изгибающего момента на стыковочный узел конструкции, например, балок с колоннами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели является «плоская силовая рама для испытаний на статические и динамические нагрузки» Научно-исследовательского института экспериментальной механики (НИИЭМ) (http://mgsu.ru/customer/Oborudovaniye/Nauch-issl-institut-eksperimentl-mekh-NIIEM/Ploskaya-silovaya-rama-dlya-ispytaniy-na-staticheskie-i-dinamicheskie-nagruzki/#prettyPhoto). Известное устройство состоит из двух металлических стоек-колонн трапециевидного сечения и металлического ригеля прямоугольного сечения жестко соединяемого со стойками посредством болтов; стойки жестко крепятся к монолитному железобетонному фундаменту анкерными болтами. Данное устройство принято в качестве прототипа.

Недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются:

1) Из-за крепления к фундаменту устройство стационарно.

2) Относительно небольшая возможная высота испытуемых образцов (1,5 м).

3) Непредусмотренное проектом создание и восприятие горизонтальных сил, вызывающих сдвиг, как силовой рамы, так и испытуемого образца.

4) Отсутствие возможности приложение сил на разные отметки.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, - две металлические колонны-стойки; металлический верхний ригель, жесткосоединенный со стойками.

Техническим результатом полезной модели является создание мобильной (переносимой) силовой рамы с одновременным расширением возможностей по приложению к конструкции комплекса действующих нагрузок на разные отметки, с возможностью восприятия горизонтальных сил, а также увеличение максимальных размеров испытуемых образцов конструкций.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной силовой раме для испытания конструкций и соединений, включающей две металлические колонны-стойки и металлический верхний ригель, жесткосоединенный со стойками, согласно полезной модели металлические колонны-стойки жестко соединены нижним металлическим ригелем, образуя основной силовой контур, при этом к внутренней поверхности рамы закреплены две металлические тумбы и упор, предназначенный для закрепления испытуемого образца от горизонтальных смещений, присоединенные к основному силовому контуру при помощи крепежных элементов.

Для повышения устойчивости и надежности силовая рама снабжена опорами, закрепленными к стойкам и нижнему ригелю при помощи крепежных элементов, например, болтов, образующими треугольник в плоскости перпендикулярной плоскости рамы.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - металлические колонны-стойки жестко соединены нижним металлическим ригелем, образуя основной силовой контур; к внутренней поверхности рамы закреплены металлические тумбы и упор, предназначенный для закрепления испытуемого образца от горизонтальных смещений, присоединенные к основному силовому контуру при помощи крепежных элементов; опоры, закрепленные к стойкам и нижнему ригелю при помощи крепежных элементов, например, болтов, образующие треугольник в плоскости перпендикулярной плоскости рамы.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют:

- Выполнить силовую раму мобильной.

- Увеличить высоту испытуемых образцов до 2 метров.

- Воспринимать горизонтальные силы образцом, при помощи упора передавать их на раму и воспринимать их жесткими, сварными узлами рамы.

- Приложение сил на разные отметки.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3. Фотографией, представленной на фиг. 7. Некоторые варианты проведения испытаний представлены на схемах нагружений фиг. 3-6.

На фиг. 1 показан чертеж силовой рамы.

На фиг. 2 показан чертеж силовой рамы, вид А-А.

На фиг. 3 показан чертеж силовой рамы, разрез 1-1.

На фиг. 4 схема нагружения узла соединения балки с колонной, вариант 1.

На фиг. 5 схема нагружения узла соединения балки с колонной, вариант 2.

На фиг. 6 схема нагружения узла соединения балки с колонной, вариант 3.

На фиг. 7 фотография испытательной рамы.

Силовая рама для испытания конструкций и соединений (фиг. 1-3, 7) состоит из двух металлических колонн-стоек 1, 2 (фиг. 1-3.), жесткосоединенных с двумя металлическими ригелями 3, 4 (фиг. 1-3.) сваркой, образуя основной силовой контур. К стойкам 1, 2 (фиг. 1-3.) и нижнему ригелю 4 (фиг. 1-3.) при помощи болтов закреплены опоры 5, 6 (фиг. 1-3.), образующие треугольник в плоскости перпендикулярной плоскости рамы. К внутренней поверхности рамы закреплены две металлические тумбы 7, 8 (фиг. 1, 3.) и один металлический упор 9 (фиг. 1, 3.), присоединенные к основному силовому контуру при помощи крепежных элементов, например, болтов. Упор 9 (фиг. 1, 3.) предназначен для закрепления испытуемого образца от горизонтальных смещений.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При помощи стоек 1, 2 (фиг. 1-3) и ригелей 3, 4 (фиг. 1-3), соединенных электродуговой сваркой, образуется единая замкнутая плоская рама, воспринимающая внутренние силы, приложенные к образцу без возникновения реактивных сил, передаваемых на фундамент. Для обеспечения устойчивости плоской рамы из ее плоскости устраиваются треугольные опоры 5, 6 (фиг. 1-3). Для испытаний соединений конструкций и создания сил на разных отметках внутри рамы устраиваются металлические тумбы 7, 8 (фиг. 1, 3). Для восприятия и передачи горизонтальных сил с образца испытаний на силовую раму устраивается упор 9 (фиг. 1, 3).

На фиг. 4-6 показаны некоторые различные варианты проведения испытаний стыковочных узлов балок с колоннами. На фиг. 4. показан вариант с односторонним примыканием балки, на тумбу устанавливается домкрат (Д1), который создает силу Р под балкой. В результате внутри силовой рамы возникают горизонтальные реактивные силы R и вертикальная Р, которые не передаются на пол (фундамент). На фиг. 5. показан вариант с двусторонним примыканием балок и созданием несимметричного нагружения, на тумбы устанавливаются домкраты разной грузоподъемностью (Д1 и Д2), которые, например, создают силы Р и 2Р под балками, под колонну устанавливается домкрат Д1. В результате внутри силовой рамы возникают реактивные силы горизонтальные R и вертикальная 4Р, которые не передаются на пол (фундамент). На фиг. 6. показан вариант с двусторонним примыканием балок и созданием симметричного нагружения, на тумбы устанавливаются домкраты равной грузоподъемностью (Д1), которые создают силы Р под балками, под колонну устанавливается домкрат Д2, создающий, например, силу 2Р. В результате внутри силовой рамы возникают реактивная сила вертикальная 4Р, которая не передаются на пол (фундамент). Пример испытания соединений иллюстрируется на фиг. 7.

Преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что оно позволяет увеличить диапазон высот испытуемых образцов, увеличить устойчивость силовой рамы, создавать горизонтальные силы на испытываемые соединения, создавать силы, приложенные на разные отметки. Предлагаемое устройство является мобильным (переносимым), т.к. не крепится к фундаментам и расширяет арсенал технических средств для испытания конструкций и соединений.

Claims

1. Силовая рама для испытания конструкций и соединений, включающая две металлические колонны-стойки и металлический верхний ригель, жестко соединенный со стойками, отличающаяся тем, что металлические колонны-стойки жестко соединены нижним металлическим ригелем, образуя основной силовой контур, при этом к внутренней поверхности рамы закреплены две металлические тумбы и упор, предназначенный для закрепления испытуемого образца от горизонтальных смещений, присоединенные к основному силовому контуру при помощи крепежных элементов.

2. Силовая рама по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена опорами, закрепленными к стойкам и нижнему ригелю при помощи крепежных элементов, например болтов, образующими треугольник в плоскости перпендикулярной плоскости рамы.