SU742736A1 - Устройство дл испытани строительных конструкций горизонтальной нагрузкой - Google Patents

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано во всех областях науки и техники при экспериментальных исследованиях конструкций из железобетона, металла, дерева, пластмасс и т.д., работающих на изгиб или сжатие с изгибом.

Известно устройство для приложения горизонтальной нагрузки, содержащее штучные грузы, систему балок, блоков ₎₀ и канатов [1].

Наиболее близким из известных к предлагаемому является устройство для испытания строительных конструкций горизонтальной нагрузкой, включающее опо- ₁₅ ры, установленные на силовом полу, домкрат, горизонтальную тягу с блоком и платформой для штучных грузов и измерительные приспособления

Охнако указанные устройства не поз- _м воляют достаточно качественно производить испытания, так как при нагрузках , близких к максимальным, начинается нарушение устойчивости процесса де— формирования испытываемого элемента. При данных способах загружения это выражается в ускоренном деформировании на выдержках и при кратковременных и при длительных испытаниях. При достижении максимальной поперечной нагрузки элемент прогибается весьма быстро без вмешательства испытателей и разрушение происходит при прогибах fp значительно превышающих таковые в момент достижения F}^^ £^.

В реальных статически неопределимых конструкциях при достижении в одном из элементов максимальных усилий про- исходит постепенный процесс перераспределения усилий между элементами системы. Характер этого процесса во многом зависит от возможности к пластическому деформированию наиболее напряженных стержней и часто определяет собой поведение всей конструкции в процессе разрушения.

При испытаниях отдельных элементов силами тяжести в этой стадии нагруз3 742736 ка не изменяется и нет равновесия между внешними и внутренними силами, т.е. стержень превращается в механизм. Вследствие этого отсутствует возможность контроля напряженно деформированного состояния образца. Кроме того, в случае наличия продольного сжатия для элемента в составе системы может иметь место наличие ниспадающего участка на диаграмме нагрузка-деформация, особенности которой не могут быть выявлены известными устройствами.

При испытаниях элементов осуществление повторных загружений очень трудоемко, -гак как требуется повторение циклов нагрузка-разгрузка грузового поддона штучными грузами. В то же время в случае нагружения гидравлическими домкратами при стандартном оборудовании весьма сложно осуществлять поэтапный сброс нагрузки и знакопеременное ее притяжение.

Цель изобретения - повышение точности приложения горизонтальной нагрузки и устранение самопроизвольного деформиро-25 вания испытываемой конструкции при максимальных нагрузках.

Достигается это тем, что устройство для испытания строительных конструкций горизонтальной нагрузкой, включающее опоры, установленные на силовом полу, домкрат, горизонтальную тягу, с' блоком и платформой для штучных грузов и измерительные приспособления, снабжено силовой рамкой, дополнительной горизонтальной тягой и винтовым упором, причем силовая рамка свободно охватывает испытываемую конструкцию, горизонтальные тяги жестко закреплены на противоположных сторонах силовой рамки, а дополнительная тяга связана с винтовым упором, установленным на силовом

Испытываемый элемент загружают домкратом 2 продольной силой заданной величины. Далее, при необходимости приложения поперечной силы, платформу 5 загружают штучным грузом величины Р, достаточным, для разрушения испытываемого элемента при заданном уровне продольной силы. При этом рамка 9 не соприкасается с испытываемым элементом и Показания усилия на динамометрах 10 и 11 равны Р. Далее винт 12 плавно вращают, рамка 9 упирается в испытываемый элемент и усилие Р постепенно передается ему. Показания динамометра 10 уменьшаются, а динамометра 11 равны Р. Таким образом, фактическая поперечная сила, прикладываемая к испытываемому элементу при любом положении винта 12, равна разности отсчетов показаний динамометров 10 и 11. Изменение поперечной нагрузки достигают плавным поворотом винта 12, а этапы ее приложения могут быть как угодно малы. Максимальную поперечную нагрузку воспринятую испытываемым элементом, при заданном уровне продольной силы фиксируют в тот момент, когда при вращении винта показания динамометра 10 перестают уменьшаться. При дальнейшем отпуске винта 12 показания динамомента 10 увеличиваются, т.е. испытываемый элемент находится в стадии неустойчивого равновесия и его отпорность начинает уменьшаться, однако, не происходит самопроизвольного быстрого деформирования. При фиксированном положении винта прогиб испытываемого мента остается постоянным. Отпуская винт, можно доводить испытываемый элемент до физического разрушения материала в наиболее напря- . женном сечении.

полу.

На чертеже схематично показано предлагаемое устройство. ₄₅

Оно содержит опоры 1, установленные на силовом полу, домкрат 2, горизонтальную тягу 3 с блоком 4 и платформой 5 для штучных грузов, измерительное приспособление 6, дополнительную го- ₅θ ризонтальную тягу 7, винтовой упор 8, силовую рамку 9, динамометры 10 и 11. Дополнительная горизонтальная тяга П соединена с винтом 12 упора 8 при помощи упорного подшипника 13, препятствую-₅₅ щего закручиванию тяги при перемещении винта в гайке 13.

Устройство работает следующим образом.

Применение устройства позволяет загружать испытываемые образцы в нескольких точках по их длине, осуществлять любыми этапами циклы нагрузкаразгрузка, а также прикладывать поперечную силу в обратном направлении путем ввинчивания винта в упорную гайку 14, т.е. создавать знакопеременное поперечное загружение.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к области стр ительства и может быть использовано во всех област х науки и техники при экспериментальных исследовшш х конструкций КЗ железобетона, металла, дерева , пластмасс и т.д., .работающих на изгиб или сжатие с изгибом. Известно устройство дл  приложени  гс изонтальной нагрузки, содержащее штучные грузы, систему балок, блоков и канатов l. Наиболее близким из известных к пр лагаемому  вл етс  устройство дл  исп тани  строительных конструкций горизонтальной нагрузкой, включающее опоры , установленные на силовом полу, до крат, горизонтальную т гу с блоком и платформой дл  штучных грузов и измерительные приспособлени  21. указанные устройства не поз вол ют достаточно качественно производить испытани , так как при нагрузках , близких к максимальным, начинаетс  нарушение устойчивости процесса д формировани  испытываемого элемента. При данных способах загружени  это вьфажаетс  в ускоренном деформировании на вьщержках и при кратковременных и при длительных испытани х. При достижении максимальной поперечной нагрузки элемент прогибаетс  весьма быстро без вмешательства испытателей и разрушение происходит при прогибах {р значительно превышающих таковые в мо- мент достижени  Р . В реальных статически неопределимых конструкци х при достижении в одном из элементов максимальных усилий про- исходит пос;гепенный процесс перераспределени  усилий между элементами системы . Характер этого процесса во многом зависит от возможности к пластическому деформированию наиболее напр женных стержней и часто определ ет собой поведение всей конструкции в процессе разрушени . При испытани х отделькь х элементов силами т жести в этой стадии нагруока не измен етс  и нет равновеси  между внешними и внутренними силами, т.е, стержень преврашаетс  в механизм, Вследствие этадч отсутствует возможность контрол  напр женно деформиров«1Нного состо ни  образца. Кроме того, в случав наличи  продольного сжати  дл  элемента в составе системы может имет место наличие ниспадающего участка на диаграмме нагруака-деформаци , особенности которой не могут быть вы влены известными устройствами. При испытани х элементов ocyiuecTtwi ние повторных аагружений очень трудоемко , так как требуетс  повторение цкж лов нагрузка-разгрузка грузового поддона штучными грузами. В то же врем  в случае нагружени  гидравлическими домкратами при стандартном оборудовании весьма сложено осуществл ть поэтапный сброс нагрузки и знакопеременное ее прит жение. Цель изобретени  - повышение точнос ти приложени  горизонтальной нагрузк1г и устранение самопроизвольного дефорьш вани  испытываемой конструкции при ма симальных нагрузках. Достигаетс  это тем, что устройство дл  испытани  строительных конструкций горизонтальной нагрузкой, включак щее опоры, установленные на силовом полу, домкрат, горизонтальную т гу, с блоком и платформой дл  штучных грузов и измерительные приспособлени , снабжено силовой рамкой, дополнительно горизонтальной т гой и винтовым упором причем силова  рамка свободно охватывает испытываемую конструкцию, горизонтальные т ги жестко закреплены на противоположных сторонах силовой а дополнительна  т га св зана с винтовым упором, установленным на си ово полу. На чертеже схематично показано пред лагаемое устройство. Оно содержит опоры 1, установлешпзш на силовом полу, домкрат 2, горизонтальную т гу 3 с блоком 4 и платформой 5 дл  штучных грузов, измерительное приспособление б, дополннтельрую горизонтальную т гу 7, винтовой упор 8, силовую рамку 9, динамометры 10 и 11. Дополнительна  горизонтальна  т га 7 сое динена с винтом 12 упора 8 при помощи упорного подшипника 13, преп тствующего закручиванию т ги при перемещении винта в гайке 13. Устройство работает следуюш м образом . Испытываемый элемент загружают домкратом 2 продольной силой заданной величины. Далее, при необходимости приложени  поперечной силы, платформу 5 загружают штучным грузом величины Р, достаточным, дл  разрушени  испытываемого элемента при уровне продольной силы. При этом рамка 9 не соприкасаетс  с испытываемым элементом и йоказани  усили  на динамометрах 1О и 11 равны Р. Далее винт 12 плавно вращают, рамка 9 упираетс  в испытываемый элемент и усилие Р постепенно передаетс  ему. Показани  динамометра 1О уменьшаютс , а динамометра 11 ра&ны Р, Таким образом, фактическа  поперечна  сила, прикладываема  к испытываемому элементу при любом положении винта 12, равна разности отсчетов показаний динамометров Ю и 11. Изменение поперечной нагрузки достигают плавным поворотом винта 12, а этапы ее приложени  могут быть как угодно малы. Максимальную поперечную нагрузку Р восприн тую испытываемым элементом, при заданном уровне продольной сипы фиксируют в тот момент, когда при вращении винта показани  динамометра 1О перестают уменьшатьс . При дальнейшем отпуске винта 12 показани  динамомента 10 увеличиваютс , т.е. испытываемый элемент находитс  в стадии неустойчивого равновеси  и его огпорность начш1ает уменьшатьс , однако, не происходит самопроизвольного быстрого деформировани . При фиксированном положении винта прогиб испытываемого чента остаетс  посто нным . Отпуска  винт, можно доводить испытываемый элемент до физического разрушени  материала в наиболее напр - . женном сечении. Применение устройства позвол ет заг ужать испытываемые образцы в некольких точках по их длине, осущестл ть любыми этапами циклы нагрузкаазгрузка , а также прикладывать попеечную силу в обратном направлении путем ввинчивани  винта в упорную гайку 14, т.е. со здавать знакопеременное поперечное загружение. Формула изобретени  Устройство дл  испытани  строи .тельных конструкций горизонтальной ;нагрузкой, включающее опоры, установленные на силовом полу, домкрат, горизонтальную т гу с блоком и платформой дл  штучных грузов и измерительные приспособлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности приложени  г ризонтальной нагрузки и устранени  самопроизвольного деформировани  испытываемой конструкции при максимальных нагрузках устройство снабжено силовой рамкой, дополнительной горизонтальной т гой и ВИ1ГГОВЫМ упором, причем силова  рамка 66 свободно охватывает испытываемую конструкцию , гс иэокгальные т ги жестко закреплены на противоположных сторонах силовой рамки, а дополшггельна  т га св зава с винтовым упором, установленным на силовом полу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертнэе 1. Авторское свндетвльство СССР , № 45ОО87, кл. G О1 М 5/ОО, 197О.
2. 2. Авт(чэсков свидетельство СССР № 376681, кл. Q 01 М 5/00, 1971.