RU2726031C1 - Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load - Google Patents

Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load Download PDF

Info

Publication number
RU2726031C1
RU2726031C1 RU2020102934A RU2020102934A RU2726031C1 RU 2726031 C1 RU2726031 C1 RU 2726031C1 RU 2020102934 A RU2020102934 A RU 2020102934A RU 2020102934 A RU2020102934 A RU 2020102934A RU 2726031 C1 RU2726031 C1 RU 2726031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal frame
load
rod
head
vertical guides
Prior art date
Application number
RU2020102934A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Иванович Однокопылов
Дмитрий Юрьевич Саркисов
Эмирлан Тажибаевич Эргешев
Владимир Владимирович Крылов
Елизавета Борисовна Евстафьева
Original Assignee
Владимир Владимирович Крылов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Владимирович Крылов filed Critical Владимир Владимирович Крылов
Priority to RU2020102934A priority Critical patent/RU2726031C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726031C1 publication Critical patent/RU2726031C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08Shock-testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/303Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated only by free-falling weight

Abstract

FIELD: test equipment.SUBSTANCE: invention relates to test equipment, namely to machines for testing concrete and reinforced concrete samples for forcing at impact loads. Test bench comprises a power floor on which a support base is rigidly fixed, vertical guides fixed on a support base, having cargo fall arresters, consisting of couplings bolted to vertical guides through rubber gaskets, load fixed on vertical guides, a sample, on top of which there is a force meter with a nozzle-damper. Nozzle-damper consists of two metal support plates and a set of rubber gaskets installed between them. Stand comprises a special support element, which is a collapsible metal frame and having fastening with turnbuckles and strings with nuts to the strata of the power floor, a clamping metal frame, which is two metal angles with stiffness ribs tightened by means of strings and nuts through rubber gaskets on vertical guides, and on the center of the tightening metal frame on top two angles with oval slots are attached, in which the rod is inserted the limiter of displacements, rod limit stop, bottom and top head of force meter. Experimental sample consists of plate and column part, its plate part rests on support element, and metal head of column part has cylindrical slots for installation of rod of movement limiter. Displacement limiter passes through the cylindrical holes in the angles on the tightening metal frame and is fixed in cylindrical grooves of the metal head of the column part of the experimental sample. Force meter is installed in lower head, which, in its turn, by means of cylindrical slot is installed on rod displacement limiter, and on top of force meter is put upper head, on which by means of annular slot installed attachment-damper, fixed by means of safety ropes to clamping metal frame. On each of four sides of the support element there are measuring sensors connected by cables to the measuring system.EFFECT: formation of a stressed-deformed state in an experimental sample working on forcing-out under impact-wave action and determining its support reaction taking into account the spatial nature of its occurrence.3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания бетонных и железобетонных образцов на продавливание при ударных нагрузках.The invention relates to testing equipment, and in particular to machines for testing concrete and reinforced concrete samples for bursting under shock loads.

Экспериментальные испытания бетонных и железобетонных элементов на различные виды динамических нагрузок необходимы для определения свойств серийно изготавливаемых, эксплуатируемых или перспективных строительных конструкций, проверки их расчетных характеристик и качества.Experimental tests of concrete and reinforced concrete elements for various types of dynamic loads are necessary to determine the properties of mass-produced, operated, or promising building structures, and to verify their design characteristics and quality.

Из уровня техники, например, известен стенд для испытания бетонных и железобетонных элементов на продольное центральное и внецентренное кратковременное динамическое сжатие по патенту на изобретение RU 2315969, МПК G01N 3/30, опубл. 27.01.2008. Данный стенд включает в себя установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, и узел крепления нижнего конца испытываемого образца. На верхний конец испытываемого образца надет оголовок, на котором установлен силоизмеритель. По обе стороны от испытываемого образца установлены две полые цилиндрические насадки, каждая из которых неподвижно соединена с соответствующей ее стороне вертикальной направляющей. В полости каждой из насадок по всей длине до упора с возможностью кручения в двух взаимно противоположных направлениях размещен шток. Свободные концы штоков неподвижно соединены с оголовком. Нижний конец испытываемого образца снабжен дополнительной опорой, посредством которой он неподвижно закреплен на опорном основании стенда, а опорное основание установлено на силовом полу. Кроме этого, стенд снабжен пластиной для распределения напряжений на силовой пол, которая установлена под дополнительной опорой, а дополнительная опора защемлена на опорном основании посредством крепежных уголков. Конструкция верхнего и нижнего узлов крепления испытываемого образца позволяет предотвратить горизонтальное смещение концов образца, но не препятствует их угловому перемещению относительно соответствующих им узлов. Данный стенд позволяет проводить испытание бетонных и железобетонных колонн на центральное и внецентренное сжимающее кратковременное динамическое воздействие и создать напряженно-деформированное состояние, приближенное к условиям их эксплуатации при жестком варианте закрепления нижней части образца. Недостатком стенда является то, что он не позволяет выполнить испытания железобетонных элементов на продавливание при ударных нагрузках и замерить опорную реакцию.In the prior art, for example, a bench for testing concrete and reinforced concrete elements for longitudinal central and eccentric short-term dynamic compression according to the invention patent RU 2315969, IPC G01N 3/30, publ. 01/27/2008. This stand includes vertical guides mounted on a support base, on which a traverse with a load is fixed with the possibility of vertical reciprocating movement, and a fastener for the lower end of the test sample. A head is mounted on the upper end of the test specimen, on which a force meter is mounted. On both sides of the test specimen, two hollow cylindrical nozzles are installed, each of which is fixedly connected to its respective vertical guide rail. In the cavity of each of the nozzles along the entire length to the stop with the possibility of torsion in two mutually opposite directions, a rod is placed. The free ends of the rods are fixedly connected to the head. The lower end of the test sample is provided with an additional support, by means of which it is fixedly mounted on the support base of the stand, and the support base is installed on the power floor. In addition, the stand is equipped with a plate for distributing stresses on the force floor, which is installed under the additional support, and the additional support is pinched on the support base by means of fixing angles. The design of the upper and lower attachment points of the test sample prevents horizontal displacement of the ends of the sample, but does not prevent their angular movement relative to their respective nodes. This stand allows testing concrete and reinforced concrete columns for central and eccentric compressive short-term dynamic effects and to create a stress-strain state close to the conditions of their operation with a hard version of fixing the bottom of the sample. The disadvantage of the stand is that it does not allow to test reinforced concrete elements for bursting under shock loads and to measure the support reaction.

В последние годы все чаще возникает необходимость проектирования железобетонных конструкций, на которые возможно воздействие интенсивных кратковременных динамических нагрузок.In recent years, there is an increasing need to design reinforced concrete structures, which may be affected by intense short-term dynamic loads.

Подобные нагрузки могут возникнуть при воздействии на сооружения ударных волн вследствие взрывов при авариях или террористических актах, природных или техногенного катастрофах, из-за падения тяжелого груза и т.п. Возникающие при этом специфические нагрузки часто вызывают значительные повреждения конструкций, и даже их полное или частичное разрушение, которое может привести к травмам и гибели людей, а также порче дорогостоящего оборудования и, следовательно, значительным материальным затратам. Такие нагрузки характеризуются резким нарастанием фронта, коротким сроком действия и волновым характером воздействия.Such loads can occur when shockwaves are affected by structures due to explosions during accidents or terrorist attacks, natural or man-made disasters, due to the fall of a heavy load, etc. The resulting specific loads often cause significant structural damage, and even their complete or partial destruction, which can lead to personal injury and death, as well as damage to expensive equipment and, consequently, considerable material costs. Such loads are characterized by a sharp increase in the front, a short duration of action and the wave nature of the impact.

Из литературных источников (например, Попов Н.Н., Расторгуев Б.С. Динамический расчет железобетонных конструкций М., Стройиздат, 1974, 207 с.) известно, что строительная конструкция может воспринять большую по величине кратковременную динамическую нагрузку по сравнению со статической. Это объясняется изменением физико-механических характеристик бетона и арматуры по сравнению со статическим состоянием. При кратковременном динамическом нагружении происходит неравномерное развитие и определенное запаздывание деформаций по сравнению с результатами статических испытаний. То есть физические процессы, происходящие при кратковременном динамическом нагружении отличаются от процессов при статическом нагружении того же элемента.From literary sources (for example, Popov N.N., Rastorguev B.S. Dynamic calculation of reinforced concrete structures M., Stroyizdat, 1974, 207 pp.) It is known that a building structure can absorb a larger short-term dynamic load compared to static. This is due to a change in the physicomechanical characteristics of concrete and reinforcement compared with a static state. In the case of short-term dynamic loading, uneven development and a certain delay in deformations are observed in comparison with the results of static tests. That is, the physical processes occurring during short-term dynamic loading differ from the processes under static loading of the same element.

Это требует изучения поведения железобетонных элементов при кратковременных динамических нагрузках и создания соответствующего испытательного оборудования.This requires a study of the behavior of reinforced concrete elements under short-term dynamic loads and the creation of appropriate testing equipment.

Наиболее близким известным устройством, принятым за прототип, является стенд для испытания строительных конструкций на действие кратковременной динамической сжимающей нагрузки по евразийскому патенту на изобретение 027933 B1 Int. C1. G01M 7/08, G01N 3/303, опубл. 29.09.2017.The closest known device adopted for the prototype is a test bench for building structures for the action of short-term dynamic compressive load according to the Eurasian patent for invention 027933 B1 Int. C1. G01M 7/08, G01N 3/303, publ. 09/29/2017.

Согласно прототипу, стенд содержит силовой пол, на котором жестко закреплено опорное основание, опору для установки испытываемого образца, содержащую опорную пластину, установленную на силовом полу, опорный силоизмеритель, жестко закрепленный на опорной пластине, вертикальные направляющие, установленные на опорном основании, траверсу с грузом, закрепленную на направляющих. Стенд содержит оголовок, надетый на верхний конец испытываемого образца и верхний силоизмеритель. Кроме того, стенд содержит две полые цилиндрические насадки, установленные горизонтально по обе противоположные стороны от испытываемого образца и каждая из которых неподвижно соединена с вертикальной направляющей. Имеется два штока, размещенные в полостях соответствующих цилиндрических насадок с возможностью кручения в двух направлениях, свободные концы которых неподвижно соединены с оголовком верхнего конца испытываемого образца. В состав стенда входит металлический шар, установленный между силоизмерителем и нижним концом испытываемого образца. При этом нижний конец испытываемого образца снабжен оголовком для установки в нем образца, опирающимся на опорный силоизмеритель через металлический шар при помощи металлической насадки. По обе противоположные стороны от испытываемого образца дополнительно горизонтально установлены еще две полые цилиндрические насадки, неподвижно закрепленные одной стороной на вертикальных направляющих и также размещенные в полостях соответствующих цилиндрических насадок, свободные концы которых неподвижно соединены с оголовком нижнего конца испытываемого образца. Силоизмеритель установлен на оголовке через жестко закрепленную на оголовке при помощи болтов накладку, являющуюся сменным элементом конструкции стенда и состоящую из металлической пластины и жестко закрепленного на ней опорного кольца, посредством которого верхний силоизмеритель жестко фиксируется на накладке. Опорное кольцо может быть расположено в центре металлической пластины или смещено в горизонтальном направлении относительно центра металлической пластины. На верхний силоизмеритель установлена насадка-демпфер, при этом нижняя пластина в центральной части нижней стороны снабжена опорным кольцом, посредством которого обеспечивается фиксация на верхнем силоизмерителе. Стенд позволяет проводить испытание строительных конструкций на действие центральной, внецентренной и косой внецентренной кратковременной динамической сжимающей нагрузки и испытывать конструкции с пониженной жесткостью и повышенной гибкостью, а также позволяет определять опорную реакцию. Однако на данном стенде нет возможности произвести испытания железобетонных элементов на продавливание при кратковременном динамическом нагружении, а также нет возможности определить опорную реакцию, в связи с тем, что при испытаниях на продавливание она носит не точечный, а пространственный характер.According to the prototype, the stand contains a force floor on which the support base is rigidly fixed, a support for installing the test sample, containing the support plate mounted on the power floor, a support force meter, rigidly mounted on the support plate, vertical guides mounted on the support base, a beam with a load fixed on guides. The bench contains a head worn on the upper end of the test sample and the upper load cell. In addition, the stand contains two hollow cylindrical nozzles mounted horizontally on both opposite sides of the test sample and each of which is fixedly connected to a vertical guide. There are two rods located in the cavities of the respective cylindrical nozzles with the possibility of torsion in two directions, the free ends of which are motionlessly connected to the tip of the upper end of the test sample. The stand includes a metal ball mounted between the load meter and the lower end of the test sample. In this case, the lower end of the test sample is equipped with a head for installing the sample in it, based on the supporting load meter through a metal ball using a metal nozzle. On both opposite sides of the test sample, two further hollow cylindrical nozzles are additionally horizontally mounted, fixedly fixed by one side on vertical guides and also placed in the cavities of the corresponding cylindrical nozzles, the free ends of which are motionlessly connected to the tip of the lower end of the test sample. The force meter is mounted on the head through a plate rigidly fixed to the head with bolts, which is a replaceable structural element of the stand and consisting of a metal plate and a support ring rigidly fixed on it, by means of which the upper force meter is rigidly fixed to the plate. The support ring may be located in the center of the metal plate or offset horizontally relative to the center of the metal plate. A damper nozzle is mounted on the upper load cell, while the lower plate in the central part of the lower side is provided with a support ring, by means of which it is secured to the upper load cell. The bench allows testing of building structures for the action of a central, eccentric and oblique eccentric short-term dynamic compressive load and testing structures with reduced stiffness and increased flexibility, and also allows you to determine the support reaction. However, at this stand it is not possible to test the reinforced concrete elements for bursting under short-term dynamic loading, and it is also not possible to determine the support reaction, due to the fact that during burst tests it is not point but spatial in nature.

Новый технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в формировании в экспериментальном образце, работающем на продавливание при ударно-волновом воздействии, напряженно-деформированного состояния и определении его опорной реакции с учетом пространственного характера ее возникновения.A new technical result, the achievement of which the proposed technical solution is aimed at, consists in the formation of a stress-strain state and determination of its support reaction taking into account the spatial nature of its occurrence in an experimental specimen working for punching under shock-wave action.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

Заявляемый стенд содержит силовой пол, на котором жестко закреплено опорное основание через ручьи силового пола, вертикальные направляющие, закрепленные на опорном основании, имеющие ограничители падения груза, состоящие из муфт (хомутов), закрепленных болтами к вертикальным направляющим через резиновые прокладки. Груз, закрепленный на вертикальных направляющих, имеет возможность вертикального возвратно-поступательного перемещения, и при помощи которого создается кратковременная динамическая нагрузка на экспериментальный образец, сверху на который установлен силоизмеритель с насадкой-демпфером, при этом насадка-демпфер состоит из двух металлических опорных пластин и расположенного между ними комплекта резиновых прокладок. Насадка-демпфер служит для увеличения времени действия нагрузки на экспериментальный образец и состоит из двух металлических опорных пластин и расположенного между ними комплекта резиновых прокладок. Изменяя количество прокладок можно корректировать время действия нагрузки. Путем изменения веса груза меняет величина нагрузки.The inventive stand contains a force floor on which the support base is rigidly fixed through the streams of the power floor, vertical guides mounted on the support base having load drop limiters consisting of couplings (clamps) bolted to the vertical guides through rubber gaskets. The load, mounted on vertical guides, has the possibility of vertical reciprocating movement, and with the help of which a short-term dynamic load is created on the experimental sample, on top of which a force meter with a damper nozzle is mounted, while the damper nozzle consists of two metal support plates and located between them a set of rubber gaskets. The damper nozzle serves to increase the duration of the load on the experimental sample and consists of two metal support plates and a set of rubber gaskets located between them. By changing the number of gaskets, you can adjust the duration of the load. By changing the weight of the load changes the magnitude of the load.

Для работы стенда изготавливается экспериментальный образец, состоящий из плитной и колонной части, при этом металлический оголовок колонной части имеет цилиндрические пазы для установки стержня ограничителя перемещений. Для реализации возможности ограничения перемещений на вертикальных направляющих копровой установки на определенном уровне установлена стяжная металлическая рама, представляющая собой два металлических уголка с ребрами жесткости, стянутая при помощи тяжей и гаек через резиновые прокладки на вертикальных направляющих. Сверху по центру стяжной металлической рамы приварено два уголка с овальными прорезями, в которые для реализации возможности ограничения перемещения вставляется стержень ограничитель перемещений.For the operation of the stand, an experimental sample is made, consisting of a slab and a column part, while the metal head of the column part has cylindrical grooves for installing the displacement limiter rod. To realize the possibility of restricting movements on the vertical guides of the pile driver, a coupling metal frame is installed at a certain level, which is two metal corners with stiffeners, tightened with cords and nuts through rubber gaskets on the vertical guides. From the top in the center of the coupling metal frame, two corners with oval slots are welded into which, in order to realize the possibility of limiting the movement, a rod limiter is inserted.

Силоизмеритель устанавливается в нижний оголовок, в котором снизу имеется цилиндрический паз для установки на стержень ограничитель перемещений.Сверху на силоизмеритель одевается верхний оголовок, на который с помощью кольцевого паза установлена насадка-демпфер. Насадка-демпфер при помощи страховочных канатов закреплена к стяжной металлической раме, во избежание падения в процессе испытания. Экспериментальный образец плитной частью опирается на специальный опорный элемент, представляющий собой сборно-разборную металлическую раму. Для закрепления к силовому полу и обеспечения отсутствия смещений опорного элемента при динамических испытаниях предусмотрены крепления талрепами и тяжами с гайками через ручьи силового пола.The force meter is installed in the lower head, in which there is a cylindrical groove on the bottom for installing a limiter on the rod. The upper head is put on top of the force meter, on which a damper nozzle is installed using an annular groove. The damper nozzle is secured to the tie-rod metal frame by means of safety ropes, in order to avoid falling during the test. The experimental sample of the slab part is based on a special support element, which is a collapsible metal frame. For fastening to the force floor and ensuring the absence of displacements of the supporting element during dynamic tests, fastenings with lanyards and bands with nuts through the streams of the power floor are provided.

В связи с тем, что опорная реакция при падении груза на строительную конструкцию имеет пространственный характер и распределяется по периметру неравномерно за счет несносности, обмятий, смещений при монтаже и т.д. необходимо иметь совокупность измерительных датчиков, распределенных по каждой из четырех сторон опорного элемента. Измерительные датчики соединены кабелями с измерительной системой. Показания измерительных датчиков в сумме дают значения опорной реакции, а анализ показаний каждого датчика в отдельности позволяет получить картину распределения опорной реакции с учетом пространственности ее возникновения.Due to the fact that the support reaction when the load falls on the building structure has a spatial character and is distributed unevenly around the perimeter due to intolerance, hugs, displacements during installation, etc. it is necessary to have a set of measuring sensors distributed over each of the four sides of the support element. Measuring sensors are connected by cables to the measuring system. The readings of the measuring sensors in total give the values of the support reaction, and the analysis of the readings of each sensor separately allows you to get a picture of the distribution of the support reaction taking into account the spatiality of its occurrence.

В качестве измерительных датчиков могут использоваться тензометрические датчики.Strain gauges can be used as measuring sensors.

В заявляемом устройстве используемый тензометрический датчик может быть реализован, например, сборным из четырех частей (по одному на каждой стороне опорного элемента), при этом каждая из частей содержит по четыре точки измерения, распределенных по длине. В данном тензометрическом датчике имеются четыре рабочих тензорезистора, которые наклеены на поверхность опорного элемента. Для исключения замыкания на металл в местах выхода выпусков рабочих тензорезисторов предусмотрен изолирующий материал. Рядом наклеена площадка для распайки. Все рабочие тензорезисторы последовательно соединены проводами. На опорный элемент также наклеена недеформируемая непроводящая площадка, на которой расположены четыре компенсационных тензорезистора. Все компенсационные тензорезисторы также последовательно соединены проводами, и также имеют площадки для распайки. Рабочие тензорезисторы и компенсационные тензорезисторы на каждой из сторон опорного элемента представляют собой отдельный тензометрический датчик, они объединены по полумостовой схеме и подключены к измерительной системе посредством кабеля. Для всех тензорезисторов предусмотрена термоизоляция.In the inventive device, the used strain gauge sensor can be implemented, for example, prefabricated in four parts (one on each side of the support element), while each of the parts contains four measurement points distributed along the length. This strain gauge sensor has four working strain gages that are glued to the surface of the support element. To exclude a short to metal, insulating material is provided at the exit points of the working strain gages releases. A soldering pad is pasted nearby. All working strain gages are connected in series with wires. A non-deformable non-conductive pad is also glued to the support element, on which four compensation strain gages are located. All compensation strain gages are also serially connected by wires, and also have platforms for desoldering. Working strain gages and compensation strain gages on each side of the support element are a separate strain gauge sensor, they are combined in a half-bridge circuit and connected to the measuring system via a cable. For all strain gages, thermal insulation is provided.

Изобретение пояснено чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен стенд для испытания железобетонных элементов на продавливание при кратковременной динамической нагрузке. На фиг. 2 изображен опорный элемент и одна из его сторон с изображением тензометрического датчика для определения опорных реакций. На фиг. 3 приведена схема соединения тензорезисторов тензометрического датчика. На фиг. 4 приведен общий вид реализованного стенда для испытания железобетонных элементов на продавливание при кратковременной динамической нагрузке.In FIG. 1 shows a bench for testing concrete elements for bursting under short-term dynamic load. In FIG. 2 shows a support element and one of its sides with a strain gauge image for determining support reactions. In FIG. 3 shows a connection diagram of a strain gauge strain gauge sensor. In FIG. 4 shows a General view of the implemented stand for testing concrete elements for punching under short-term dynamic load.

На чертежах показаны:The drawings show:

1 - силовой пол;1 - power floor;

2 - вертикальные направляющие;2 - vertical guides;

3 - опорное основание;3 - supporting base;

4 - ручьи силового пола;4 - streams of power sex;

5 - экспериментальный образец;5 - experimental sample;

6 - опорный элемент;6 - supporting element;

7 - талрепы;7 - lanyards;

8 - тяжи с гайками;8 - bands with nuts;

9 - металлический оголовок колонны;9 - metal head of the column;

10 - стержень - ограничитель перемещений;10 - rod - limiter movements;

11 - металлическая рама;11 - a metal frame;

12 - уголок с овальными прорезями;12 - corner with oval slots;

13 - силоизмеритель;13 - load meter;

14 - нижний оголовок силоизмерителя14 - lower end of the load cell

15 - верхний оголовок силоизмерителя;15 - the upper tip of the load meter;

16 - насадка-демфер;16 - nozzle-damper;

17 - страховочные канаты; 18-груз;17 - safety ropes; 18-load;

19 - ограничители падения груза;19 - load drop limiters;

20 - рабочие тензорезисторы;20 - working strain gages;

21 - изолирующий материал;21 - insulating material;

22 - площадка для распайки;22 - a platform for desoldering;

23 - провода;23 - wires;

24 - непроводящая площадка;24 - non-conductive pad;

25 - компенсационные терморезисторы;25 - compensation thermistors;

26 - кабели;26 - cables;

27 - термоизоляция;27 - thermal insulation;

28 - измерительная система.28 - measuring system.

Представленный стенд для испытания железобетонных элементов на продавливание при кратковременном динамическом нагружении содержитThe presented stand for testing reinforced concrete elements for punching under short-term dynamic loading contains

силовой пол 1, на котором жестко закреплено опорное основание 3 через ручьи 4 силового пола 1,power floor 1, on which the support base 3 is rigidly fixed through the streams 4 of the power floor 1,

вертикальные направляющие 2, закрепленные на опорном основании 3, имеющие ограничители падения груза 19, состоящие из муфт (хомутов), закрепленных болтами к вертикальным направляющим через резиновые прокладки,vertical guides 2, mounted on a support base 3, having load drop limiters 19, consisting of couplings (clamps) bolted to the vertical guides through rubber gaskets,

груз 18, закрепленный на вертикальных направляющих 2, с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, при помощи которого создается кратковременная динамическая нагрузка на экспериментальный образец 5, сверху которого установлен силоизмеритель 13 с насадкой-демпфером 16, состоящей из двух металлических опорных пластин и расположенного между ними комплекта резиновых прокладок. При этом в конструкции стенда имеются:a load 18, mounted on vertical guides 2, with the possibility of vertical reciprocating movement, with the help of which a short-term dynamic load is created on the experimental sample 5, on top of which a force meter 13 with a damper nozzle 16 consisting of two metal support plates and located between them is installed a set of rubber pads. At the same time, the stand design includes:

специальный опорный элемент 6, представляющий собой сборно-разборную металлическую раму и имеющий крепления талрепами 7 и тяжами с гайками 8 к ручьям силового пола 1 для закрепления к силовому полу 1 и обеспечения отсутствия его смещений при динамических испытаниях.special supporting element 6, which is a collapsible metal frame and having fastenings by lanyards 7 and bands with nuts 8 to the streams of the power floor 1 for fixing to the power floor 1 and ensuring the absence of its displacements during dynamic tests.

стяжная металлическая рама 11 для реализации возможности ограничения перемещений на вертикальных направляющих копровой установки, представляющая собой два металлических уголка с ребрами жесткости, стянутых при помощи тяжей и гаек через резиновые прокладки на вертикальных направляющих, а сверху по центру стяжной металлической рамы прикреплены два уголка 12 с овальными прорезями, в которые вставляется стержень ограничитель перемещений 10,a tightening metal frame 11 for realizing the possibility of restricting movements on the vertical guides of the pile rig, which is two metal corners with stiffeners, tightened with cords and nuts through rubber gaskets on the vertical guides, and two corners 12 with oval are attached from the top center of the fastening metal frame the slots into which the rod is inserted limiter displacement 10,

стержень ограничитель перемещений 10,rod limiter 10,

нижний 14 и верхний 15 оголовки силоизмерителя 13.lower 14 and upper 15 heads of the load meter 13.

Экспериментальный образец 5 состоит из плитной и колонной части, его плитная часть опирается на опорный элемент 6, а металлический оголовок колонной части имеет цилиндрические пазы для установки стержня ограничителя перемещений 10.Experimental sample 5 consists of a plate and column part, its plate part rests on a supporting element 6, and the metal head of the column part has cylindrical grooves for installing the rod of the movement limiter 10.

Стержень ограничитель перемещений 10 проходит через цилиндрические отверстия в уголках на стяжной металлической раме 11, фиксируется в цилиндрических пазах в металлического оголовка колонной части экспериментального образца 5 и служит для реализации возможности ограничения перемещения.The rod displacement limiter 10 passes through cylindrical openings in the corners on the coupling metal frame 11, is fixed in cylindrical grooves in the metal head of the column part of the experimental sample 5 and serves to realize the possibility of restricting displacement.

Силоизмеритель 13 устанавливается в нижний оголовок 14, который в свою очередь с помощью цилиндрического паза устанавливается на стержень ограничитель перемещений 10, а сверху на силоизмеритель 13 надевается верхний оголовок 15, на который с помощью кольцевого паза установлена насадка-демпфер 16, закрепленная при помощи страховочных канатов 17 к стяжной металлической раме 11.The force meter 13 is installed in the lower head 14, which, in turn, is mounted on the rod using a cylindrical groove 10, and the upper head 15 is put on top of the force meter 13, on which the damper nozzle 16 is mounted using an annular groove, fixed with safety ropes 17 to the coupling metal frame 11.

На каждой из четырех сторон опорного элемента 6 размещены измерительные датчики, соединенные кабелями 26 с измерительной системой 28.On each of the four sides of the support element 6 are placed measuring sensors connected by cables 26 to the measuring system 28.

В качестве измерительных датчиков могут использоваться тензометрические датчики. Например, используемые тензометрические датчики могут иметь конструкцию, состоящую из четырех рабочих тензорезисторов 20, наклеенных на поверхность опорного элемента 6, при этом в местах выхода выпусков рабочих тензорезисторов 20 предусмотрен изолирующий материал 21, а рядом наклеена площадка для распайки 22. В данном исполнении все рабочие тензорезисторы последовательно соединены проводами 23, а на опорный элемент 6 также наклеена недеформируемая непроводящая площадка 24, на которой расположены четыре, соединенных последовательно проводами 23 на площадках для распайки 22, компенсационных тензорезистора 25, при этом рабочие 20 и компенсационные тензорезисторы 25 объединены по полумостовой схеме и подключены к измерительной системе посредством кабеля 26, при этом для всех тензорезисторов предусмотрена термоизоляция 27.Strain gauges can be used as measuring sensors. For example, the used strain gauge sensors may have a design consisting of four working strain gages 20 glued to the surface of the support element 6, while insulating material 21 is provided at the exit points of the working strain gages 20, and a soldering pad is pasted 22. In this design, all workers the strain gages are connected in series with wires 23, and a non-deformable non-conductive pad 24 is also glued on the support element 6, on which there are four, connected in series by wires 23 on the desoldering pads 22, compensation strain gages 25, while the working 20 and compensation strain gages 25 are combined in a half-bridge circuit and connected to the measuring system via cable 26, while all strain gages are provided with thermal insulation 27.

Принцип действия стенда заключается в следующем: перед испытанием стержень ограничитель перемещений 10 необходимо установить на такую высоту от низа уголков с овальными прорезями 12, на которую необходимо ограничить величину максимальных прогибов экспериментального образца 5 при испытании. После приложения нагрузки стержень ограничитель перемещений 10 переместится вниз в овальных прорезях и упрется в стяжную металлическую раму 11, которая за счет своего жесткого крепления к вертикальным направляющим 2 ограничит перемещение. Ограничители падения груза 19 необходимо выставить на необходимую отметку по высоте, для ограничения перемещения груза 18 при испытании. При необходимости создания эксцентриситета приложения динамической нагрузки стержень ограничитель перемещений 10 устанавливается не в центральный цилиндрический паз металлического оголовка колонны 9.The principle of operation of the stand is as follows: before testing the rod, the movement limiter 10 must be set to such a height from the bottom of the corners with oval slots 12 that it is necessary to limit the maximum deflections of the experimental sample 5 during the test. After applying the load, the rod limiter 10 will move down in the oval slots and will rest against the coupling metal frame 11, which due to its rigid attachment to the vertical guides 2 will limit the movement. Limiters of the fall of the load 19 must be set to the required elevation, to limit the movement of the load 18 during testing. If it is necessary to create an eccentricity of the dynamic load application, the rod displacement limiter 10 is not installed in the central cylindrical groove of the metal head of the column 9.

После подключения всех датчиков к измерительной системе 28 происходит испытание. Нагрузка на экспериментальный образец 5 передается путем падения груза 18 с заданной высоты по вертикальным направляющим 2.After connecting all the sensors to the measuring system 28, a test occurs. The load on the experimental sample 5 is transmitted by dropping the load 18 from a given height along the vertical guides 2.

Результат воздействия нагрузки на экспериментальный образец регистрируется измерительными датчиками и передается по кабелям 26 в измерительную систему 28.The result of the load on the experimental sample is recorded by measuring sensors and transmitted via cables 26 to the measuring system 28.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет проводить испытания железобетонных элементов на продавливание при действии кратковременной динамической нагрузки и определять опорную реакцию с учетом пространственного характера ее возникновения.Thus, the proposed technical solution allows testing reinforced concrete elements for punching under the action of short-term dynamic loads and determine the support reaction taking into account the spatial nature of its occurrence.

Claims (15)

1. Стенд для испытания железобетонных элементов на продавливание при кратковременной динамической нагрузке, содержащий1. Stand for testing reinforced concrete elements for punching under short-term dynamic load, containing силовой пол, на котором жестко закреплено опорное основание через ручьи силового пола,power floor, on which the support base is rigidly fixed through the streams of the power floor, вертикальные направляющие, закрепленные на опорном основании, имеющие ограничители падения груза, состоящие из муфт (хомутов), закрепленных болтами к вертикальным направляющим через резиновые прокладки,vertical guides mounted on a support base having load drop limiters consisting of couplings (clamps) bolted to vertical guides through rubber gaskets, груз, закрепленный на вертикальных направляющих, с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, при помощи которого создается кратковременная динамическая нагрузка на экспериментальный образец, сверху на который установлен силоизмеритель с насадкой-демпфером, при этом насадка-демпфер состоит из двух металлических опорных пластин и расположенного между ними комплекта резиновых прокладок,a load secured on vertical guides, with the possibility of vertical reciprocating movement, by means of which a short-term dynamic load is created on the experimental sample, on top of which a force meter with a damper nozzle is mounted, while the damper nozzle consists of two metal support plates and located between them a set of rubber gaskets, отличающийся тем, что содержитcharacterized in that it contains специальный опорный элемент, представляющий собой сборно-разборную металлическую раму и имеющий крепления талрепами и тяжами с гайками к ручьям силового пола,a special supporting element, which is a collapsible metal frame and having fastenings with lanyards and bands with nuts to the streams of the power floor, стяжную металлическую раму, представляющую собой два металлических уголка с ребрами жесткости, стянутых при помощи тяжей и гаек через резиновые прокладки на вертикальных направляющих, а сверху по центру стяжной металлической рамы прикреплены два уголка с овальными прорезями, в которые вставляется стержень ограничитель перемещений,a coupling metal frame, which is two metal corners with stiffening ribs, tightened with cords and nuts through rubber gaskets on vertical guides, and two corners with oval slots are attached to the center of the coupling metal frame from above, into which the limiter rod is inserted, стержень ограничитель перемещений,rod limiter, нижний и верхний оголовки силоизмерителя,lower and upper heads of the load meter, при этом экспериментальный образец состоит из плитной и колонной части, его плитная часть опирается на опорный элемент, а металлический оголовок колонной части имеет цилиндрические пазы для установки стержня ограничителя перемещений,wherein the experimental sample consists of a plate and column part, its plate part rests on a support element, and the metal head of the column part has cylindrical grooves for mounting the displacement limiter rod, стержень ограничитель перемещений проходит через цилиндрические отверстия в уголках на стяжной металлической раме и фиксируется в цилиндрических пазах металлического оголовка колонной части экспериментального образца,a movement limiter rod passes through cylindrical holes in the corners on the coupling metal frame and is fixed in the cylindrical grooves of the metal head of the column part of the experimental sample, силоизмеритель устанавливается в нижний оголовок, который, в свою очередь, с помощью цилиндрического паза устанавливается на стержень ограничитель перемещений, а сверху на силоизмеритель надевается верхний оголовок, на который с помощью кольцевого паза установлена насадка-демпфер, закрепленная при помощи страховочных канатов к стяжной металлической раме,the load meter is installed in the lower head, which, in turn, is installed with a cylindrical groove on the rod, a movement limiter, and the upper head is put on top of the load meter, on which a damper nozzle is mounted using the ring groove, fixed with safety ropes to the coupling metal frame , при этом на каждой из четырех сторон опорного элемента размещены измерительные датчики, соединенные кабелями с измерительной системой.at the same time, on each of the four sides of the support element there are measuring sensors connected by cables to the measuring system. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что в качестве измерительных датчиков используются тензометрические датчики.2. The stand according to claim 1, characterized in that tensometric sensors are used as measuring sensors. 3. Стенд по п. 2, отличающийся тем, что тензометрические датчики состоят из четырех рабочих тензорезисторов, наклеенных на поверхность опорного элемента, при этом в местах выхода выпусков рабочих тензорезисторов предусмотрен изолирующий материал, а рядом наклеена площадка для распайки, все рабочие тензорезисторы последовательно соединены проводами, а на опорный элемент также наклеена недеформируемая непроводящая площадка, на которой расположены четыре, соединенных последовательно проводами на площадках для распайки, компенсационных тензорезистора, при этом рабочие и компенсационные тензорезисторы объединены по полумостовой схеме и подключены к измерительной системе посредством кабеля, при этом для всех тензорезисторов предусмотрена термоизоляция.3. The stand according to claim 2, characterized in that the strain gauges consist of four working strain gages glued to the surface of the support element, while insulating material is provided at the exit points of the working strain gages, and a desoldering pad is glued nearby, all working strain gages are connected in series wires, and a non-deformable non-conductive pad is also glued to the support element, on which there are four, connected in series by wires on the desoldering pads, compensating strain gages, while the working and compensation strain gages are connected in a half-bridge circuit and connected to the measuring system by cable, while for all Strain gages provide thermal insulation.
RU2020102934A 2020-01-24 2020-01-24 Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load RU2726031C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020102934A RU2726031C1 (en) 2020-01-24 2020-01-24 Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020102934A RU2726031C1 (en) 2020-01-24 2020-01-24 Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726031C1 true RU2726031C1 (en) 2020-07-08

Family

ID=71510535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020102934A RU2726031C1 (en) 2020-01-24 2020-01-24 Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726031C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113049448A (en) * 2021-03-04 2021-06-29 太原理工大学 Organic grouting material diffusion test device and method based on transparent rock mass
CN114544397A (en) * 2022-03-17 2022-05-27 北京航空航天大学 Test system for impact separation test

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2315969C1 (en) * 2006-06-13 2008-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Stand for testing concrete and reinforced concrete members short - time period central and out-of-center dynamic compression
RU77434U1 (en) * 2008-06-02 2008-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING WITH COMPRESSION
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
CN103776685A (en) * 2014-01-24 2014-05-07 安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院 Static force load testing device for concrete beam
EA027933B1 (en) * 2015-08-25 2017-09-29 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Томский Государственный Архитектурно-Строительный Университет" Bench for testing building structures for short-time dynamic compression load

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2315969C1 (en) * 2006-06-13 2008-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Stand for testing concrete and reinforced concrete members short - time period central and out-of-center dynamic compression
RU77434U1 (en) * 2008-06-02 2008-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING WITH COMPRESSION
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
CN103776685A (en) * 2014-01-24 2014-05-07 安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院 Static force load testing device for concrete beam
EA027933B1 (en) * 2015-08-25 2017-09-29 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Томский Государственный Архитектурно-Строительный Университет" Bench for testing building structures for short-time dynamic compression load

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113049448A (en) * 2021-03-04 2021-06-29 太原理工大学 Organic grouting material diffusion test device and method based on transparent rock mass
CN114544397A (en) * 2022-03-17 2022-05-27 北京航空航天大学 Test system for impact separation test
CN114544397B (en) * 2022-03-17 2023-11-03 北京航空航天大学 Test system for impact separation test

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2726031C1 (en) Bench for testing reinforced concrete elements for forcing at short-term dynamic load
RU134646U1 (en) STAND FOR STATIC TESTS OF REINFORCED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS
RU56617U1 (en) BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR COMPRESSION WITH SHORT DYNAMIC Torsion
CN108333046B (en) Device for measuring mechanical property of membrane material and method for measuring by adopting device
CN106501014A (en) Vertical load testing machine for domain tunnel structure
CN106769155B (en) Multifunctional integrated layered structure antiknock test device
JP2013011575A (en) Portable concrete compression testing machine
CN112525466A (en) Metal mesh dynamic load test method and test stand
RU90901U1 (en) BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS ON ACTION OF BENDING MOMENTS, LONGITUDINAL AND CROSS FORCES DURING SHORT DYNAMIC LOADING
EA027933B1 (en) Bench for testing building structures for short-time dynamic compression load
KR102156753B1 (en) Equipment for various concrete interfacial bond strength test
RU2401424C1 (en) Stand to test reinforced concrete elements for short-duration dynamic compression
CN104458311B (en) Structural column blast-resistant test device
RU77434U1 (en) STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING WITH COMPRESSION
RU148401U1 (en) STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH A FIXED DEGREE OF HORIZONTAL COMPRESSION TO STATIC BEND
RU48225U1 (en) BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SLIDING EXCENTRED SHORT-TERM DYNAMIC STRETCH
RU2315969C1 (en) Stand for testing concrete and reinforced concrete members short - time period central and out-of-center dynamic compression
CN212871997U (en) Middle beam loading test device for inorganic binder fatigue test
CN113790985A (en) Explosion test platform and test method for upright column component
CN208223762U (en) A kind of bridge structure object static force loading device
CN210923045U (en) On-spot bearing capacity testing arrangement of flood control wall
RU158496U1 (en) STAND FOR DYNAMIC TESTS OF BENDED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS
CN114486572A (en) Experimental device and method for preventing and controlling rock burst by cooperation of anchor rod support and anti-impact bracket
RU77433U1 (en) STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING
CN218330974U (en) Rock direct tensile test device suitable for all compression testing machines