RU2570231C1 - Bench for testing of reinforced concrete elements for joint short-term dynamic impact of twisting and running torque - Google Patents
Bench for testing of reinforced concrete elements for joint short-term dynamic impact of twisting and running torque Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570231C1 RU2570231C1 RU2014136689/28A RU2014136689A RU2570231C1 RU 2570231 C1 RU2570231 C1 RU 2570231C1 RU 2014136689/28 A RU2014136689/28 A RU 2014136689/28A RU 2014136689 A RU2014136689 A RU 2014136689A RU 2570231 C1 RU2570231 C1 RU 2570231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reinforced concrete
- fixed
- concrete element
- load
- stand
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания железобетонных образцов на совместное действие изгибающего и крутящего моментов, создаваемых воздействием кратковременной динамической нагрузки.The invention relates to testing equipment, namely, machines for testing reinforced concrete samples for the combined action of bending and torque created by the action of short-term dynamic load.
Из уровня техники известны стенды по патентам РФ на полезную модель №56617, №61881, позволяющие испытывать сжатые в продольном направлении железобетонные элементы на кратковременное динамическое кручение, которые включают в себя опоры для размещения железобетонного элемента, смонтированные на силовом полу, траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих концов железобетонного элемента и соединенные между собой тяжами. На опоре закреплен подшипник, плотно надетый на один из концов железобетонного элемента. На второй опоре закреплен и упирается в траверсу металлический башмак для жесткого защемления второго конца железобетонного элемента. Стенд содержит также гидравлический домкрат, оголовник с рычагом для приложения ударной нагрузки, металлическую прокладку с шаровым сегментом, расположенную между оголовником и гидравлическим домкратом, силоизмеритель и измерительно-вычислительный комплекс. Стенд по патенту №61881 дополнительно имеет закрепленный со стороны оголовника на торце железобетонного элемента интегральный датчик ускорения, который соединен с измерительно-вычислительным комплексом. Ударная нагрузка создается массой падающего груза на рычаг оголовника.The prior art stands for patents of the Russian Federation for utility model No. 566617, No. 61881 are known, which allow testing longitudinally compressed reinforced concrete elements for short-term dynamic torsion, which include supports for placing a reinforced concrete element mounted on a force floor, cross beams mounted on additional supports from both ends of the reinforced concrete element and connected by strands. A bearing is fixed to the support, tightly worn on one of the ends of the reinforced concrete element. A metal shoe is fixed on the second support and rests against the traverse for hard pinching of the second end of the reinforced concrete element. The stand also contains a hydraulic jack, a ogolovnik with a lever for applying shock loads, a metal gasket with a spherical segment located between the ogolovnik and a hydraulic jack, a force meter and a measuring and computing complex. The stand according to patent No. 61881 additionally has an integral acceleration sensor fixed to the end of the reinforced concrete element on the end of the reinforced concrete element, which is connected to the measuring and computing complex. The shock load is created by the mass of the falling load on the arm of the headband.
В силу своих конструктивных особенностей данный стенд позволяет испытывать конструкции только на динамическое кручение, остальные же воздействия (продольное сжатие), прикладываемые наряду с кручением, носят статический характер приложения. Данный стенд не позволяет воссоздать напряженно-деформированное состояние, обусловленное одновременным действием изгибающего и крутящего моментов при динамическом нагружении.Due to its design features, this stand allows testing structures only for dynamic torsion, while the rest of the effects (longitudinal compression) applied along with torsion are static in nature. This stand does not allow you to recreate the stress-strain state due to the simultaneous action of bending and torques under dynamic loading.
Известен стенд для испытания железобетонных элементов на изгиб с кручением при статическом воздействии (Vishnu Η. Jariwala, Paresh V. Patel, Sharadkumar P. Purohit. Strengthening of RC Beams subjected to Combined Torsion and Bending with GFRP Composites. Procedia Engineering, 2013, №51, 282-289). Стенд включает в себя силовую раму, состоящую из балок основания и поперечной рамы, выполненной из двух направляющих, закрепленных на балках основания, и траверсы. На балки основания установлены опоры для установки железобетонного элемента, допускающие поворот вокруг его продольной оси. На испытываемый железобетонный элемент смонтированы специальные оголовники с вылетами, направленными в разные стороны относительно друг друга, на свободный конец каждого из которых установлена распределительная траверса с закрепленным посередине домкратом. Нагружение происходит с помощью домкрата, который через доборный элемент упирается в траверсу поперечной рамы. Для измерения перемещений на образце установлены прогибомеры с проволочной связью.A well-known stand for testing concrete bending elements with torsion under static stress (Vishnu n. Jariwala, Paresh V. Patel, Sharadkumar P. Purohit. Strengthening of RC Beams completed to Combined Torsion and Bending with GFRP Composites. Procedia Engineering, 2013, No. 51 , 282-289). The stand includes a power frame consisting of base beams and a transverse frame made of two guides mounted on the base beams, and a traverse. On the base beams, supports for installing a reinforced concrete element are installed, allowing rotation around its longitudinal axis. On the tested reinforced concrete element, special head-ends are mounted with overhangs directed in opposite directions relative to each other, on the free end of each of which there is a distribution beam with a jack fixed in the middle. The loading takes place with the help of a jack, which, through the additional element, abuts against the crosshead of the transverse frame. To measure the displacements on the sample, deflection meters with wire coupling are installed.
Данное устройство позволяет испытывать железобетонные элементы на изгиб с кручением при статическом воздействии нагрузки и не может быть применено при испытании конструкций на кратковременное динамическое воздействие. При этом жесткость специальных оголовников и жесткость элемента имеют значения одного порядка, что может вызвать погрешность в измерениях.This device allows you to test reinforced concrete elements for bending with torsion under static load and cannot be used when testing structures for short-term dynamic effects. In this case, the rigidity of the special head arms and the rigidity of the element are of the same order of magnitude, which may cause an error in the measurements.
Наиболее близким известным устройством, принятым за прототип, является стенд для испытания фиброжелезобетонных элементов на изгиб с кручением (Бахотский И.В. Прочность фиброжелезобетонных конструкций в условиях кручения с изгибом: Автореф. дис… канд. техн. наук. - Санкт-Петербург, 2013. - с. 7-11, рис. 2, 3, 4).The closest known device adopted for the prototype is a stand for testing fiber-reinforced concrete elements for bending with torsion (Bakhotsky I.V. Strength of fiber-reinforced concrete structures in torsion with bending: Abstract of thesis ... Candidate of Technical Sciences. - St. Petersburg, 2013 - pp. 7-11, Fig. 2, 3, 4).
Конструкция данного стенда состоит из опор для размещения испытываемой конструкции, смонтированных на силовом полу, двух захватов для обжатия поперечных сечений образца в третях пролета. Захваты (оголовники) представляют собой единую металлическую конструкцию, состоящую из подвижной горизонтальной и вертикальной пластин для последующего фиксированного обжатия образца после установки его на испытательном стенде и жесткой консольной балки. Подвижность и жесткую фиксацию вертикальных и горизонтальных пластин обеспечивают продольные и поперечные болты, установленные и обваренные на наружной поверхности захватов. Один из концов каждого захвата выполнен свободным. На испытательном стенде для приложения нагрузки на оба поперечных сечения фиброжелезобетонного элемента свободные концы захватов (вылеты консольных балок) развернуты относительно друг друга. Поверх свободных концов по диагонали к продольной оси элемента установлена распределительная траверса, равномерно распределяющая нагрузку на пару сил, приложенных с заданным эксцентриситетом. Нагружение образца осуществляется с помощью прессового оборудования (рис. 4).The design of this stand consists of supports for placing the test structure mounted on the force floor, two grips for compressing the cross sections of the sample in thirds of the span. Grips (headband) are a single metal structure consisting of a movable horizontal and vertical plates for subsequent fixed compression of the sample after installing it on a test bench and a rigid cantilever beam. The mobility and rigid fixation of the vertical and horizontal plates provide longitudinal and transverse bolts mounted and scalded on the outer surface of the grippers. One of the ends of each capture is made free. On the test bench for applying a load to both cross sections of the reinforced concrete element, the free ends of the grips (cantilevered beams) are deployed relative to each other. A distribution beam is installed over the free ends diagonally to the longitudinal axis of the element, which evenly distributes the load to a couple of forces applied with a given eccentricity. The loading of the sample is carried out using press equipment (Fig. 4).
Данный стенд позволяет проводить испытание фиброжелезобетонных конструкций на совместное действие изгибающего и крутящего моментов при статическом воздействии нагрузки. Создание изгибающих и крутящих моментов при действии статических нагрузок с помощью стенда по прототипу используется для исследования прочности и трещиностойкости испытуемых элементов. Однако данный стенд позволяет испытывать конструкции только на статическое воздействие нагрузкой и не может быть применен при исследовании конструкций на воздействие кратковременной динамической нагрузки. Данное устройство не позволяет определить влияние прикладываемой внешней нагрузки на деформативность конструкций, работающих на изгиб с кручением, как качественно, так и количественно.This stand allows you to test fiber-reinforced concrete structures for the combined action of bending and torques under static load. The creation of bending and torques under the action of static loads using a stand on the prototype is used to study the strength and crack resistance of the tested elements. However, this stand allows you to test structures only for static load and cannot be used in the study of structures for the effects of short-term dynamic load. This device does not allow to determine the effect of the applied external load on the deformability of structures working on bending with torsion, both qualitatively and quantitatively.
Задача изобретения - обеспечить испытание железобетонных элементов на изгиб с кручением при воздействии кратковременной динамической нагрузки с получением максимально полной информации о влиянии прикладываемой нагрузки на напряжения и деформации, возникающие в конструкции при испытании.The objective of the invention is to provide testing of reinforced concrete elements for bending with torsion under the influence of short-term dynamic load with obtaining the most complete information about the effect of the applied load on the stress and strain arising in the structure during testing.
Технический результат при решении поставленной задачи заключается в создании напряженно-деформированного состояния в железобетонном элементе посредством одновременного воздействия кратковременного динамического изгибающего и крутящего моментов с измерением линейных перемещений точек на поверхности железобетонных балок при изгибе с кручением, позволяющих определить углы закручивания элемента на всем временном интервале действия нагрузки, а также определение качественного и количественного влияния прикладываемой нагрузки на деформации испытуемого железобетонного элемента.The technical result in solving the problem lies in the creation of a stress-strain state in a reinforced concrete element by the simultaneous action of a short-term dynamic bending and torque moments with the measurement of linear displacements of points on the surface of reinforced concrete beams during bending with torsion, allowing to determine the twist angles of the element over the entire time interval of the load , as well as determining the qualitative and quantitative effect of the applied load on de formations of the tested reinforced concrete element.
Заявляемый стенд имеет общее с прототипом то, что он содержит: силовой пол, опоры для размещения железобетонного элемента, установленные на силовом полу, два оголовника для обжатия поперечных сечений испытуемого элемента, одним концом жестко закрепленных на элементе перпендикулярно его продольной оси, а на других концах которых установлена распределительная траверса. Каждый оголовник выполнен в виде металлической конструкции, состоящей из горизонтальных и вертикальных пластин, соединенных с возможностью фиксации на обжатом испытуемом элементе, и консольной жесткой балки, при этом вылеты консольных балок оголовников направлены в противоположные стороны, а на вылетах установлена распределительная траверса.The inventive stand has in common with the prototype that it contains: a power floor, supports for placing a reinforced concrete element mounted on a power floor, two head ends for crimping the cross sections of the test element, one end rigidly fixed to the element perpendicular to its longitudinal axis, and at the other ends which installed the distribution beam. Each ogolovnik is made in the form of a metal structure, consisting of horizontal and vertical plates connected with the possibility of fixation on the pressed test element, and a cantilever rigid beam, while the outlets of the cantilever beams of the ogolovin are directed in opposite directions, and a distribution traverse is installed on the departures.
Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что оно дополнительно содержит две направляющие, закрепленные на силовом полу, на которых с возможностью перемещения установлен груз, бомбосбрасыватель для фиксации и сброса груза, два узла для определения угла закручивания испытуемого железобетонного элемента, расположенные в непосредственной близости с оголовниками, и силоизмерители, один из которых закреплен в центре распределительной траверсы под грузом, а другие - на опорах для размещения железобетонного элемента, причем опоры для размещения железобетонного элемента состоят из основания, которое закреплено на силовом полу, жесткой подставки, закрепленной на основании, и одной или двух горизонтальных пластин, зафиксированных на подставке и выполненных с опорными кольцами для закрепления силоизмерителей, которые расположены между подставкой и горизонтальной пластиной или, при наличии двух горизонтальных пластин, между горизонтальными пластинами, помимо этого, каждый узел определения угла закручивания содержит балку, закрепленную перпендикулярно продольной оси железобетонного элемента, две подвижные каретки, установленные на балке с возможностью перемещения вдоль балки, и датчики линейных перемещений, основания которых жестко зафиксированы на силовом полу, а штоки датчиков шарнирно закреплены на подвижных каретках.The inventive device differs from the prototype in that it additionally contains two guides mounted on the power floor, on which the load is movable, a bomb spreader for fixing and dumping the load, two nodes for determining the twist angle of the tested reinforced concrete element, located in close proximity to the head-ends , and load meters, one of which is fixed in the center of the distribution beam under the load, and the other on the supports for placing a reinforced concrete element, and the supports for For the placement of a reinforced concrete element, they consist of a base, which is fixed to the power floor, a rigid stand fixed to the base, and one or two horizontal plates fixed to the stand and made with support rings for fixing the force meters that are located between the stand and the horizontal plate or, when the presence of two horizontal plates, between horizontal plates, in addition, each node for determining the angle of twist contains a beam fixed perpendicular to the longitudinal si concrete element, two movable carriage mounted on the beam for movement along the beam, and linear encoders, the base of which is rigidly fixed to the force floor, and sensors rods articulated on a movable carriage.
Сверху силоизмерителя, расположенного в центре распределительной траверсы может быть установлен демпфер, состоящий из двух металлических пластин и прокладки между ними, скрепленных между собой болтами, при этом нижняя пластина в центральной части снабжена опорным кольцом, посредством которого демпфер жестко зафиксирован на силоизмерителе.A damper consisting of two metal plates and gaskets between them, bolted together, can be installed on top of the force meter located in the center of the distribution beam, while the lower plate in the central part is equipped with a support ring, by means of which the damper is rigidly fixed to the force meter.
Для обеспечения вертикальности датчика линейных перемещений на протяжении всего времени испытания железобетонного элемента основание датчика линейных перемещений закреплено на силовом полу с помощью двух уголков, жестко закрепленных на силовом полу и стянутых между собой поперечным болтом, на котором с помощью гаек зафиксировано основание датчика.To ensure the verticality of the linear displacement sensor during the entire time of testing the reinforced concrete element, the base of the linear displacement sensor is fixed to the power floor using two angles rigidly fixed to the power floor and tightened together by a transverse bolt on which the sensor base is fixed with nuts.
В отдельных случаях жесткая подставка опор для размещения железобетонного образца может быть выполнена из жестких горизонтальных пластин требуемой высоты, надежно скрепленных друг с другом. Одна из опор для размещения железобетонного элемента снабжена шарнирным подвижным элементом в виде катка, установленным на верхней горизонтальной пластине, другая - шарнирным неподвижным элементом квадратной формы, также установленным на верхней горизонтальной пластине.In some cases, a rigid support of supports for accommodating a reinforced concrete sample can be made of rigid horizontal plates of the required height, reliably fastened to each other. One of the supports for placing a reinforced concrete element is equipped with a hinged movable element in the form of a roller mounted on the upper horizontal plate, the other with a square hinged stationary element also mounted on the upper horizontal plate.
Предлагаемое устройство позволяет воссоздать напряженно-деформированное состояние, соответствующее работе железобетонных элементов на изгиб с кручением при кратковременном воздействии динамической нагрузки. При этом данный стенд, благодаря предложенной конструкции, позволяет получить полную информацию о напряжениях и деформациях как в самой конструкции, так и в отдельных ее компонентах, о величине нагрузки в любой момент времени ее приложения, несущей способности, жесткости и трещиностойкости конструкции при различных режимах нагружения, а также о деформациях в момент приложения нагрузки и после ее снятия (остаточные деформации).The proposed device allows you to recreate the stress-strain state corresponding to the work of reinforced concrete elements in bending with torsion under short-term exposure to dynamic loads. Moreover, this stand, thanks to the proposed design, allows you to get complete information about stresses and strains both in the structure itself and in its individual components, about the load at any time of its application, bearing capacity, rigidity and crack resistance of the structure under various loading conditions , and also about deformations at the moment of loading application and after its removal (residual deformations).
Подобрав расстояние между оголовниками, можно обеспечить в средней части испытуемого образца площадку с контролируемыми величинами изгибающего и крутящего моментов, соотношение которых будет постоянным на протяжении всего нагружения. Достоинством устройства также является возможность нагружения испытуемого образца моментами противоположных знаков приложением нагрузки всего лишь в одну точку (середину распределительной траверсы), что облегчает контроль за прикладываемой нагрузкой. При взаимодействии груза с распределительной траверсой (ударе) нагрузка распределяется в равных пропорциях на консольные жесткие балки оголовников, направленные в разные стороны относительно друг друга, за счет чего происходит закручивание элемента с одновременным нагружением его изгибающим моментом. Контроль нагрузки, передающейся на систему «распределительная траверса-оголовники-образец», выполняется с помощью силоизмерителя с закрепленным на нем демпфером, который позволяет увеличить время приложения кратковременной динамической нагрузки и обеспечить требуемую «чистоту» эксперимента.Having selected the distance between the head arms, it is possible to provide in the middle part of the test specimen a site with controlled bending and torque values, the ratio of which will be constant throughout the entire load. An advantage of the device is the possibility of loading the test sample with moments of opposite signs by applying a load to only one point (the middle of the distribution beam), which facilitates control of the applied load. When the load interacts with the distribution traverse (shock), the load is distributed in equal proportions to the cantilever rigid beams of the headbands directed in different directions relative to each other, due to which the element is twisted while loading it with a bending moment. The control of the load transmitted to the “distribution traverse-head-end-specimen” system is carried out using a power meter with a damper fixed on it, which allows to increase the application time of a short-term dynamic load and to ensure the required “purity” of the experiment.
Так как энергия удара падающего груза преобразуется в другие виды энергии (нагрев поверхности и т.п.), а также в силу наличия незначительной податливости соединения некоторых элементов друг с другом, фактическая нагрузка, приложенная к испытываемому образцу, может отличаться от нагрузки, переданной на систему «распределительная траверса-оголовники-образец». Поэтому заявленный стенд содержит в составе опор силоизмерители, контролирующие значение опорных реакций конструкции. Использование в качестве жесткой подставки опор набора жестких горизонтальных пластин, является бесспорным достоинством данного стенда с точки зрения эргономичности проведения испытаний.Since the impact energy of the falling load is converted into other types of energy (surface heating, etc.), as well as due to the slight flexibility of connecting some elements to each other, the actual load applied to the test sample may differ from the load transferred to system "distribution traverse-headband-sample". Therefore, the claimed stand contains in the composition of the supports force meters that control the value of the supporting reactions of the structure. The use of a set of rigid horizontal plates as a rigid support of supports is an indisputable advantage of this stand in terms of ergonomic testing.
Данный стенд позволяет проводить испытание железобетонных образцов на изгиб с кручением при различных режимах нагружения. Это становится возможным путем изменения веса сбрасываемого груза, а также благодаря возможности использования вылета консольной части оголовников значительной длины, с помощью которой можно изменять величину эксцентриситета приложения нагрузки относительно продольной оси элемента, а соответственно, и соотношение величин крутящего и изгибающего моментов. Данное соотношение также регулируется увеличением (или уменьшением) расстояния между оголовниками. Вышеприведенные преимущества придают универсальность использования данного стенда в исследовании работы железобетонных элементов.This stand allows you to test reinforced concrete samples for bending with torsion under various loading conditions. This becomes possible by changing the weight of the dumped cargo, and also due to the possibility of using the extension of the cantilever part of the headband of considerable length, with which you can change the magnitude of the eccentricity of the load application relative to the longitudinal axis of the element, and, accordingly, the ratio of the magnitudes of the torque and bending moments. This ratio is also governed by an increase (or decrease) in the distance between the head arms. The above advantages give the versatility of using this stand in the study of the work of reinforced concrete elements.
Узел для определения угла закручивания позволяет отследить изменение положения соответствующих точек на поверхности элемента на всем времени приложения нагрузки. Осреднение величин перемещений, полученных по показаниям датчиков линейных перемещений, установленных в одном расчетном сечении (в одной плоскости поперечного сечения), соответствует величине прогиба конструкции в данном сечении. Также показания каждого датчика можно представить как сумму перемещений изгиба и перемещений кручения. Соответственно, благодаря устройству для определения углов закручивания можно установить: какие перемещения вызваны изгибом конструкции, а какие являются следствием кручения железобетонного элемента, при этом становится возможным определение абсолютных величин этих перемещений.The knot for determining the twist angle allows you to track the change in the position of the corresponding points on the surface of the element for the entire time the load is applied. Averaging the displacement values obtained from the readings of linear displacement sensors installed in one design section (in the same plane of the cross section) corresponds to the deflection of the structure in this section. Also, the readings of each sensor can be represented as the sum of the bending and torsion movements. Accordingly, thanks to the device for determining the twist angles, it is possible to establish: which displacements are caused by the bending of the structure, and which are the result of the torsion of the reinforced concrete element, and it becomes possible to determine the absolute values of these displacements.
Использование узла для определения угла закручивания позволяет зафиксировать и определить поворот испытуемого железобетонного элемента с высокой точностью. Это возможно благодаря жесткому креплению основания датчика линейных перемещений и шарнирного крепления штока на подвижной каретке. В момент удара происходит закручивание железобетонного элемента, вместе с которым происходит вращение и поступательное перемещение балки, закрепленной перпендикулярно продольной оси железобетонного элемента. Находящиеся на ней подвижные каретки, смещаясь вдоль балки, ось которой в процессе нагружения меняет свое положение относительно первоначального горизонтального положения, позволяют штокам датчиков линейных перемещений перемещаться только по вертикали, что помогает определить вертикальную составляющую перемещений, по которой можно судить о перемещениях вызванных изгибом и кручением, и, как следствие, о величине угла закручивания железобетонного элемента под действием динамической нагрузки.Using the node to determine the angle of twisting allows you to fix and determine the rotation of the tested reinforced concrete element with high accuracy. This is possible due to the rigid mounting of the base of the linear displacement sensor and the articulation of the rod to the movable carriage. At the moment of impact, the reinforced concrete element is twisted, with which the beam rotates and translates, fixed perpendicular to the longitudinal axis of the reinforced concrete element. The movable carriages located on it, shifting along the beam, the axis of which during loading changes its position relative to the initial horizontal position, allow the rods of linear displacement sensors to move only vertically, which helps to determine the vertical component of displacements, from which it is possible to judge the movements caused by bending and torsion , and, as a consequence, the magnitude of the twist angle of the reinforced concrete element under the action of dynamic loading.
Предложенная конструкция позволяет создать в железобетонном элементе напряженно-деформированное состояние, приближенное к тому, которое возникает в условиях эксплуатации, и судить о перемещениях железобетонного элемента (в частности, об углах закручивания элемента) и зависимости их от величины прикладываемой нагрузки, в момент ее приложения и после приложения.The proposed design makes it possible to create a stress-strain state in a reinforced concrete element that is close to that which occurs under operating conditions and to judge the movements of the reinforced concrete element (in particular, the rotation angles of the element) and their dependence on the magnitude of the applied load, at the time of its application and after the application.
Изобретение промышленно применимо, поскольку его можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.The invention is industrially applicable, since it can be repeatedly implemented to achieve the specified technical result.
Авторами и заявителем не выявлены из уровня техники технические решения, в которых была представлена возможность испытания железобетонного элемента на кратковременный динамический изгиб с кручением. В уровне техники не обнаружены узлы определения угла закручивания железобетонного элемента такой конструкции, которая предложена авторами и заявителем в заявленном стенде. Кроме того, не выявлено технических решений, которые позволяют определить линейные перемещения точек железобетонного элемента, возникающие при изгибе с кручением под воздействием кратковременной динамической нагрузки, по которым можно судить об углах закручивания железобетонного элемента. Поскольку датчики линейных перемещений (их соединение) в предложенной конструкции узла определения угла закручивания обладают высокой чувствительностью к любому перемещению, то можно судить и об остаточном угле закручивания железобетонного элемента, то есть после воздействия нагрузки. Такого результата в известных технических решениях не обнаружено. Все это дает основание судить о наличии изобретательского уровня у заявляемого устройства, поскольку оно явным образом не следует из уровня техники.The authors and the applicant did not identify technical solutions from the prior art that presented the possibility of testing a reinforced concrete element for short-term dynamic bending with torsion. In the prior art, no nodes were found for determining the angle of rotation of the reinforced concrete element of such a design, which was proposed by the authors and the applicant in the claimed stand. In addition, no technical solutions have been identified that make it possible to determine the linear displacements of the points of the reinforced concrete element that arise during bending with torsion under the influence of short-term dynamic load, by which it is possible to judge the angles of rotation of the reinforced concrete element. Since linear displacement sensors (their connection) in the proposed design of the twist angle determination unit are highly sensitive to any displacement, we can also judge the residual twist angle of the reinforced concrete element, that is, after exposure to the load. Such a result was not found in the known technical solutions. All this gives reason to judge the presence of an inventive step in the inventive device, since it clearly does not follow from the prior art.
Изобретение пояснено чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен общий вид стенда для испытания железобетонных элементов на совместное кратковременное динамическое воздействие изгибающего и крутящего моментов (общий вид), на фиг. 2 - узел А фиг. 1, на фиг. 3 - узел Б фиг. 1.In FIG. 1 shows a general view of a bench for testing reinforced concrete elements for a joint short-term dynamic effect of bending and torques (general view), FIG. 2 - node A of FIG. 1, in FIG. 3 - node B of FIG. one.
Стенд для испытания железобетонных элементов на совместное кратковременное динамическое воздействие изгибающего и крутящего моментов (фиг.1) содержит силовой пол 1, на котором установлены опоры для размещения железобетонного элемента, состоящие из основания 2, закрепленного на силовом полу 1, жесткой подставки 3, которая может быть выполнена из набора жестких пластин требуемой высоты. Сверху подставки 3 установлены две горизонтальные пластины 4 с соответствующими опорными кольцами для крепления силоизмерителей 5. Возможна установка силоизмерителей 5 непосредственно на подставке 3 под верхней горизонтальной пластиной 4. Предпочтительно для обеспечения работы железобетонного элемента как шарнирно опертой балки на верхней горизонтальной пластине 4 одной из опор разместить шарнирный подвижный элемент в виде катка, а на другой опоре - шарнирный неподвижный в виде квадрата. Также на силовой пол 1 установлены направляющие 6, по которым перемещается груз 7, зафиксированный на бомбосбрасывателе 8. Изменяя высоту падения груза, можно варьировать величину прикладываемой кратковременной динамической нагрузки.The test bench for testing reinforced concrete elements for a joint short-term dynamic effect of bending and torques (Fig. 1) contains a force floor 1 on which supports for placing a reinforced concrete element are installed, consisting of a base 2 mounted on the power floor 1, a rigid stand 3, which can be made of a set of rigid plates of the required height. On top of the stand 3, two horizontal plates 4 are installed with corresponding support rings for fastening the force meters 5. It is possible to install the force meters 5 directly on the stand 3 under the upper horizontal plate 4. It is preferable to provide a reinforced concrete element as an articulated beam on the upper horizontal plate 4 of one of the supports articulated movable element in the form of a roller, and on another support - articulated motionless in the form of a square. Also, guides 6 are installed on the power floor 1, along which the load 7 is fixed, fixed on the bomb thrower 8. By changing the height of the load falling, it is possible to vary the magnitude of the applied short-term dynamic load.
На испытываемом железобетонном элементе 9 в продольном направлении одним концом жестко закреплены перпендикулярно продольной оси элемента два оголовника 10. Каждый оголовник 10 состоит из горизонтальных и вертикальных пластин, которые с помощью болтов зафиксированы на железобетонном элементе 9, и консольной железобетонной балки. Концы консольных балок (вылеты) направлены в противоположные стороны. На эти концы балок оголовников 10 установлена распределительная траверса 11 с закрепленным в центре силоизмерителем 12, поверх которого в отдельных случаях может быть установлен демпфер 13.On the tested reinforced
В непосредственной близости каждого из оголовников 10 установлен узел определения угла закручивания элемента, состоящий из балки 14 (фиг. 2), закрепленной перпендикулярно продольной оси элемента 9, на которой установлены две подвижные каретки 15, к каждой из которых шарнирно закреплены штоки датчиков линейных перемещений 16. Крепление датчиков 16 к силовому полу 1 осуществляется с использованием пары уголков 17 (фиг. 3), надежно закрепленных на силовом полу 1 и стянутых между собой поперечным болтом 18, на котором фиксируется основание датчика посредством затягивания с обеих сторон датчика гаек 19 через систему шайб.In the immediate vicinity of each of the ogolovnik 10 installed node determining the angle of rotation of the element, consisting of a beam 14 (Fig. 2), mounted perpendicular to the longitudinal axis of the
Работа стенда для испытания железобетонных элементов на совместное кратковременное динамическое воздействие изгибающего и крутящего моментов заключается в следующем: на опоры, закрепленные на силовом полу 1, устанавливается железобетонный элемент 9, с заранее закрепленными по длине оголовниками 10, при этом их вылеты направлены в разные стороны относительно друг друга. Конструкция оголовников позволяет проводить испытания железобетонных элементов разного поперечного сечения. Поверх оголовников 10 устанавливается траверса 11 с закрепленным в середине силоизмерителем 12 с демпфером 13. По оси силоизмерителя 12 выставляется траектория падения груза 7, зафиксированного на бомбосбрасывателе 8 и перемещающегося по направляющим 6.The work of the test bench for testing reinforced concrete elements for a joint short-term dynamic effect of bending and torques is as follows: reinforced
При соударении груза 7 с силоизмерителем 12 создается кратковременная динамическая нагрузка, распределяющаяся с помощью траверсы 11 на разнонаправленные оголовники 10, за счет чего происходит одновременное нагружение железобетонного элемента изгибающим моментом и разнонаправленными крутящими моментами. При этом в середине пролета элемента образуется участок с контролируемыми постоянными величинами изгибающего и крутящего моментов. Длина вылета оголовника позволяет изменять эксцентриситет точки приложения нагрузки в интервале 0…0,5 м. Силу удара можно регулировать уровнем поднятия груза 7, а также его массой. Время действия нагрузки можно растягивать во времени путем введения демпфера 13 между силоизмерителем 12 и падающим грузом 7.When the cargo 7 collides with the force meter 12, a short-term dynamic load is created, distributed using the beam 11 to the multidirectional head arms 10, due to which the reinforced concrete element is simultaneously loaded with bending moment and multidirectional torques. In the middle of the span of the element, a section is formed with controlled constant values of bending and torque. The extension length of the headband allows you to change the eccentricity of the point of application of the load in the interval 0 ... 0.5 m. The force of impact can be adjusted by the level of lifting 7, as well as its mass. The duration of the load can be stretched in time by introducing a damper 13 between the load meter 12 and the falling load 7.
В ходе испытания при помощи силоизмерителя 12 измеряется действующая динамическая нагрузка, а опорные силоизмерители 5 используются для фиксации опорных реакций. При этом использование в каждой опоре двух силоизмерителей 5 дает весомое преимущество в определении опорной реакции железобетонного элемента по причине свободного поворота его опорной зоны.During the test, a dynamic load is measured with a force meter 12, and the reference force meters 5 are used to fix the support reactions. At the same time, the use of two force meters 5 in each support gives a significant advantage in determining the support reaction of a reinforced concrete element due to the free rotation of its support zone.
Данный стенд позволяет выполнить определение угла закручивания железобетонного элемента даже при действии кратковременной нагрузки (доля длительности которой не превышает 0,15 с). Для этого в непосредственной близости с оголовником 10 устраивается узел определения угла закручивания. При повороте конструкции датчики линейного перемещения 16, жестко закрепленные на силовом полу 1, фиксируют вертикальные перемещения концов балки 14. При этом каретки 15 обеспечивают шарнирное сопряжение датчика линейного перемещения 16 и балки 14 и перемещаются вдоль балки. В результате замеренные перемещения содержат в себе только вертикальную составляющую перемещений, по которой можно судить о характере деформаций железобетонного элемента и об их абсолютном значении, о величине угла закручивания.This stand allows you to determine the angle of rotation of the reinforced concrete element even under the action of short-term load (the fraction of the duration of which does not exceed 0.15 s). For this, in the immediate vicinity of the headband 10, a knot for determining the twist angle is arranged. When the structure is rotated, the
Для получения данных о напряженно-деформированном состоянии испытываемого железобетонного элемента используется комплекс стандартных измерительных приборов оборудования.To obtain data on the stress-strain state of the tested reinforced concrete element, a set of standard equipment measuring instruments is used.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014136689/28A RU2570231C1 (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Bench for testing of reinforced concrete elements for joint short-term dynamic impact of twisting and running torque |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014136689/28A RU2570231C1 (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Bench for testing of reinforced concrete elements for joint short-term dynamic impact of twisting and running torque |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2570231C1 true RU2570231C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014136689/28A RU2570231C1 (en) | 2014-09-09 | 2014-09-09 | Bench for testing of reinforced concrete elements for joint short-term dynamic impact of twisting and running torque |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2570231C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172393U1 (en) * | 2017-03-20 | 2017-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH COMPRESSION AND SHORT DYNAMIC TURNING |
| CN110470461A (en) * | 2019-08-22 | 2019-11-19 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | Distribution beam loading system and installation method for metal frames radome test |
| CN112082863A (en) * | 2020-09-11 | 2020-12-15 | 山东大学 | Method for testing microcosmic bonding strength and elastic modulus of transition zone of concrete interface |
| RU2803397C1 (en) * | 2023-05-04 | 2023-09-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Complex for testing building structures for bending with torsion under static long-term and short-term exposure |
| CN116893099A (en) * | 2023-09-11 | 2023-10-17 | 连云港兴鑫钢铁有限公司 | Checking device for bending angle period of reinforcing steel bar bending testing machine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU56617U1 (en) * | 2006-04-24 | 2006-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR COMPRESSION WITH SHORT DYNAMIC Torsion |
| RU84552U1 (en) * | 2008-11-18 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | INSTALLATION FOR TESTS OF REINFORCED CONCRETE BEAM FOR A SHORT DYNAMIC LOAD WHEN BENDING AND DETERMINING ITS OWN FREQUENCY OF OSCILLATIONS |
| RU2401424C1 (en) * | 2009-08-24 | 2010-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Stand to test reinforced concrete elements for short-duration dynamic compression |
| CN103558099A (en) * | 2013-10-22 | 2014-02-05 | 沈阳建筑大学 | Bending torsion test loading device for steel tube concrete pile |
-
2014
- 2014-09-09 RU RU2014136689/28A patent/RU2570231C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU56617U1 (en) * | 2006-04-24 | 2006-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR COMPRESSION WITH SHORT DYNAMIC Torsion |
| RU84552U1 (en) * | 2008-11-18 | 2009-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | INSTALLATION FOR TESTS OF REINFORCED CONCRETE BEAM FOR A SHORT DYNAMIC LOAD WHEN BENDING AND DETERMINING ITS OWN FREQUENCY OF OSCILLATIONS |
| RU2401424C1 (en) * | 2009-08-24 | 2010-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Stand to test reinforced concrete elements for short-duration dynamic compression |
| CN103558099A (en) * | 2013-10-22 | 2014-02-05 | 沈阳建筑大学 | Bending torsion test loading device for steel tube concrete pile |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU172393U1 (en) * | 2017-03-20 | 2017-07-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH COMPRESSION AND SHORT DYNAMIC TURNING |
| CN110470461A (en) * | 2019-08-22 | 2019-11-19 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | Distribution beam loading system and installation method for metal frames radome test |
| CN110470461B (en) * | 2019-08-22 | 2021-02-26 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | Distribution beam loading system for metal truss antenna housing test and installation method |
| CN112082863A (en) * | 2020-09-11 | 2020-12-15 | 山东大学 | Method for testing microcosmic bonding strength and elastic modulus of transition zone of concrete interface |
| CN112082863B (en) * | 2020-09-11 | 2021-06-11 | 山东大学 | Method for testing microcosmic bonding strength and elastic modulus of transition zone of concrete interface |
| RU2803397C1 (en) * | 2023-05-04 | 2023-09-12 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Complex for testing building structures for bending with torsion under static long-term and short-term exposure |
| CN116893099A (en) * | 2023-09-11 | 2023-10-17 | 连云港兴鑫钢铁有限公司 | Checking device for bending angle period of reinforcing steel bar bending testing machine |
| CN116893099B (en) * | 2023-09-11 | 2023-12-05 | 连云港兴鑫钢铁有限公司 | Checking device for bending angle period of reinforcing steel bar bending testing machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570231C1 (en) | Bench for testing of reinforced concrete elements for joint short-term dynamic impact of twisting and running torque | |
| RU134646U1 (en) | STAND FOR STATIC TESTS OF REINFORCED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS | |
| CN106841577B (en) | Concrete loading device and method applicable to load-environment coupling effect | |
| CN109060555A (en) | A kind of concrete creep test device and analysis method based on four-point bending load | |
| RU2401424C1 (en) | Stand to test reinforced concrete elements for short-duration dynamic compression | |
| RU90901U1 (en) | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS ON ACTION OF BENDING MOMENTS, LONGITUDINAL AND CROSS FORCES DURING SHORT DYNAMIC LOADING | |
| RU2315969C1 (en) | Stand for testing concrete and reinforced concrete members short - time period central and out-of-center dynamic compression | |
| RU148401U1 (en) | STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH A FIXED DEGREE OF HORIZONTAL COMPRESSION TO STATIC BEND | |
| RU129245U1 (en) | INSTALLATION FOR EVALUATING THE FATIGUE OF ASPHALT CONCRETE DURING CYCLIC DYNAMIC INFLUENCES | |
| RU135416U1 (en) | AUTOMATED BENCH FOR TESTS OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS ON JOINT ACTION OF BENDING MOMENTS, LONGITUDINAL AND CROSS FORCES UNDER SHORT DYNAMIC LOADING | |
| RU77434U1 (en) | STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING WITH COMPRESSION | |
| RU152733U1 (en) | STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR BENDING WITH STATIC LOADING | |
| RU156844U1 (en) | STAND FOR TESTING COMPRESSED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH SHORT DYNAMIC TURNING | |
| CN105509683B (en) | Displacement measuring device for self-balancing pile testing method | |
| CN114111541B (en) | Bridge dynamic deflection test system and method based on stress rigidization effect | |
| RU48225U1 (en) | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SLIDING EXCENTRED SHORT-TERM DYNAMIC STRETCH | |
| RU2460057C1 (en) | Method of nondestructive testing of construction structure bearing capacity | |
| RU172393U1 (en) | BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH COMPRESSION AND SHORT DYNAMIC TURNING | |
| RU2578662C1 (en) | Method of testing building structures for bending with torsion at static and dynamic short-term action | |
| RU2589217C1 (en) | Volumetric strain-gauging apparatus | |
| RU100255U1 (en) | STAND FOR TEST OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR CROSS BENDING WITH STATIC LOADING | |
| CN210108832U (en) | A novel direct tensile test device for concrete sample | |
| RU155685U1 (en) | STAND FOR TESTING DYNAMICALLY DYNAMIC Torsion of STATICALLY COMPRESSED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS | |
| RU20172U1 (en) | TEST STAND FOR METAL BOXED SUPPORTS OF THE CONTACT NETWORK | |
| Kalkan et al. | Experimental techniques for lateral stability testing of beams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160910 |