SU934271A1

SU934271A1 - Experimatal stand support

Info

Publication number: SU934271A1
Application number: SU802945120A
Authority: SU
Inventors: Владимир Семенович Волга; Маркус Иосифович Коляков; Анатолий Антонович Нечепорчук; Алексей Александрович Ципис
Priority date: 1980-06-23
Filing date: 1980-06-23
Publication date: 1982-06-07

Description

(54) ОПОРА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА(54) SUPPORT OF EXPERIMENTAL STAND

Изобретение относитс к области экспериментальных испытаний строительных конструкций , в особенности возводимых на неравномерно деформируемых искривл емых основани х и может быть использовано при испытании конструкций зданий и сооружений, возводимых на просадочных, вечномёрзлых грунтах и на подрабатываемых территори х дл моделировани их основани . Известна опора экспериментального стенда дл моделировани деформируемого основани зданий и сооружений, включающа опорную площадку с упругим основанием на подвижных опорах, устройства замера вертикальных деформаций и регулировани высоты 1 . Однако эта опора предназначена дл моделировани только линейно-упругих вертикальных деформаций основани и поэтому имеет ограниченную область использовани . Наиболее близкой к предложенной вл етс опора экспериментального стенда дл моделировани деформируемого- основани зданий и сооружений, содержаща размещенные на . корпусе приспособлени дл создани нелинейно-упругих деформаций и деформаций нелинейной ползучести. опорную площадку, механизм подъема и измерительные приспособлени 2. Однако в известном устройстве дл создани велинейно-упругих деформаций опоры служат два последовательно соединенных устройства, св занных при помощи сменных деталей. Наличие сменных деталей обусловливает необходимость сн ти нагрузки с опоры при перестановке этих деталей, что повыщает трудоемкость эксперимента и усложн ет эксплуатацию опоры. Деформации изгибаемых элементов указанных устройств, определ ющие собой упругие деформации опоры, нелинейно завис т от нагрузки, приложенной к опоре, лищь при таких величинах этих деформаций, при которых по вл етс свойство геометрической нелинейности изгибаемых элементов. При малых же величинах деформаций эта зависимость имеет линейный характер, при этом чем больще жесткость изгибаемых элементов, тем устойчивее линейна зависимость деформаций от нагрузки. Поэтому известна опора может быть использована дл моделировани нелинейно-упругих деформаций грунтового основани только приThe invention relates to the field of experimental testing of building structures, in particular, erected on non-uniformly deformable curved bases and can be used in testing structures of buildings and structures erected on subsiding, permafrost soils and on undermined territories for modeling their base. A known support of an experimental stand for modeling a deformable base of buildings and structures, including a support platform with an elastic base on movable supports, a device for measuring vertical deformations and adjusting height 1. However, this support is intended to simulate only linearly elastic vertical deformations of the base and therefore has a limited field of use. Closest to the proposed is a support of an experimental stand for modeling a deformable base of buildings and structures containing placed on. the body of the device for creating non-linear elastic deformations and non-linear creep deformations. the supporting platform, the lifting mechanism and the measuring devices 2. However, in the known device for creating the well-elastic deformations of the support there are two series-connected devices connected by means of interchangeable parts. The presence of replacement parts necessitates the removal of the load from the support when these parts are rearranged, which increases the complexity of the experiment and complicates the operation of the support. The deformations of the bent elements of these devices, which determine the elastic deformations of the support, nonlinearly depend on the load applied to the support, only at such values of these deformations, at which the property of geometric non-linearity of the bent elements appears. At small values of deformations, this dependence is linear, and the greater the rigidity of the flexural elements, the more stable the linear dependence of the deformations on the load. Therefore, the known support can be used to simulate non-linearly elastic deformations of the soil base only when

малой жесткости изгибаемых элементов, а это ограничивает величину прикладываемой к опоре нагрузки.low rigidity of the bent elements, and this limits the amount of load applied to the support.

Конструктивное решение св зи между устройствами, создающими нелинейно-упругие деформации и деформации нелинейной ползучести, исключает возможность моделировани только нелинейно-упругих деформаций основани , что ограничивает область использовани известной опоры.A constructive communication solution between devices that create nonlinear elastic deformations and nonlinear creep deformations excludes the possibility of modeling only nonlinearly elastic deformations of the base, which limits the range of use of the known support.

Цель изобретени -обеспечение нелинейной , зависимости уЬругих деформаций опоры от действующей на нее нагрузки во всем диапазоне изменени деформаций и упрощени эксплуатации опоры, а также обеспечение возможности создани только нелинейно-упругих деформаций.The purpose of the invention is to provide non-linear, dependence of the elastic deformations of the support on the load acting on it throughout the whole range of changes in deformations and simplifying the operation of the support, as well as ensuring the possibility of creating only non-linear-elastic deformations.

Цель достигаетс тем, что в опоре экспериментального стенда дл моделировани деформируемого основани зданий и сооружений , содержащей размещенные на корпусе приспособлени дл создани нелинейно-упругих деформаций и деформаций нелинейной иолзучести, опорную площадку, механизм подъема и измерительные приспособлени , корпус опоры смонтирован на механизме подъема, приспособление дл созДани деформаций нелинейности ползучести выполнено в виде гидроцилиндров со щтоками и подвижными упорами, симметрично расположенных по обе стороны относительно приспособлени дл создани нелинейно-упругих деформаций, причем последнее выполнено в виде симметрично расположенных наклонных относительно вертикальной оси механизма подъема стержней с регулируемрй длиной, верхние концы которых шарнирно соединены с опорной площадкой, а нижние концы - с подвижными в горизонтальном направлении тележками, взаимодействующими посредством цилиндрических пружин с упорами приспособлени дл создани деформирующей нелинейной ползучести.The goal is achieved by the fact that in the support of the experimental stand for modeling the deformable base of buildings and structures containing devices placed on the body to create nonlinearly elastic deformations and nonlinear imitation deformations, the support platform, the lifting mechanism and measuring devices, the support body is mounted on the lifting mechanism, the device to create deformations, non-linearity of creep is made in the form of hydraulic cylinders with brushes and moving stops symmetrically located on both sides They are relative to a device for creating nonlinear elastic deformations, the latter being made in the form of symmetrically inclined with respect to the vertical axis of the lifting mechanism of rods with adjustable length, the upper ends of which are pivotally connected to the supporting platform, and the lower ends are connected with horizontally movable carts that interact cylindrical springs with stops for creating a deforming nonlinear creep.

При этом корпус снабжен ограничител ми перемещений упоров и болтами дл креплени упоров к корпусу.In this case, the housing is provided with stop stops and bolts for fastening the stops to the housing.

На фиг. 1 показана конструктивна схема предлагаемой опоры; на фиг. 2 - фрагмент устройства дл создани деформаций нелинейной ползучести.FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed support; in fig. 2 is a fragment of a device for creating non-linear creep deformations.

Опора экспериментального стенда содержит наклонные стержни 1, щарнирно соединенные верхними концами с опорной площадкой 2, а нижними концами - с подвижными тележками 3. Стержни 1 состо т из трубчатых элементов 4 с упорными планками 5, имеющими круговую измерительную щкалу,- и элементов 6, вход щих в полость элементов 4 и снабженных резьбой и регулировочными гайками 7. Между подвижными тележками 3 и упорами 8, опертыми на корпус 9 посредством щариков 10, расположены цилиндрические пружины 11.The support of the experimental stand contains inclined rods 1, which are hingedly connected by upper ends with supporting platform 2, and lower ends with movable carriages 3. Rods 1 consist of tubular elements 4 with stop bars 5 having circular measuring bar and elements 6, entrance elements 4 in the cavity and provided with threads and adjusting nuts 7. Between the movable carriages 3 and the stops 8, supported on the body 9 by means of balls 10, there are cylindrical springs 11.

Наклонные стержни 1, опорна площадка 2, подвижные элементы 3, и цилиндрические пружины 11 образуют устройство, предназначенное дл создани нелинейноупругих деформаций опоры.The inclined rods 1, the support pad 2, the movable elements 3, and the cylindrical springs 11 form a device for creating non-linear elastic deformations of the support.

Дл неподвижного креплени упоров 8 к корпусу 9 служат ст жные болты 12 с гайками 13, стопорные планки 14 и ограничители 15 перемещений упоров 8. В месте установки болтов 12 упоры 8 и корпус 9 имеют овальные отверсти , ориентированные большими диаметрами в направлении осей пружин 11.For fixed fastening of the stops 8 to the body 9, clamp bolts 12 with nuts 13, locking strips 14 and limiters 15 of the movements of the stops 8 serve. In the place of installation of the bolts 12, the stops 8 and the body 9 have oval holes oriented with large diameters in the direction of the axes of the springs 11.

Штоки 16 порщней 17 гидроцилиндров 18, снабженные упорами, например гайками 19, вход т через отверсти в стенках упоров 8 в полость пружин 11. фпоры снабжены механизмом подъема 20 регулировани ее высоты . Дл измерени величин нагрузок, приложенных к опоре, служит жесткий динамометр 21, а дл измерени деформаций опоры и ее вертикальных смещений - соответственно индикаторы 22 и 23. К отверсти м 24 в корпусах гидроцилиндров 18 подсоединены гибкие шланги 25, св зывающие гидроцилиндры 18 с приемо-питательным сосудом 26, имеющим на входе вентиль 27, пружину 28 и лимб 29 с делени ми. Гидроцилиндры 18 с поршн ми 17 и штоками 16, упоры 8 и св занный с ними гибкими шлангами 25 приемо-питателЬный сосуд 26 с вентилем 27, пружиной 28 и лимбом 29 образуют устройство, предназначенное дл создани деформаций нелинейной ползучести. Корпуса гидроцилиндров жестко прикреплены к корпусу 9, а приемно-питательный сосуд 26 может быть установлен за пределами опоры в любом удобном дл экспериментаторов месте.The rods 16 of the pads 17 of the hydraulic cylinders 18, provided with stops, for example nuts 19, enter through the holes in the walls of the stops 8 into the cavity of the springs 11. The supports are equipped with a lifting mechanism 20 for adjusting its height. To measure the values of the loads applied to the support, a rigid dynamometer 21 is used, and to measure the deformations of the support and its vertical displacements, indicators 22 and 23, respectively. Flexible hoses 25 connecting hydraulic cylinders 18 with receptacles are connected to the holes 24 in the hydraulic cylinder bodies 18. a feeding vessel 26 having a valve 27 at the inlet, a spring 28 and a limb 29 with divisions. The cylinders 18 with the pistons 17 and the rods 16, the stops 8 and the receiving-feed vessel 26 connected with them by the flexible hoses 25 with the valve 27, the spring 28 and the limb 29 form a device designed to create non-linear creep deformations. Cases of hydraulic cylinders are rigidly attached to the body 9, and the receiving-feeding vessel 26 can be installed outside the support in any place convenient for experimenters.

Опора работает следующим образом.The support works as follows.

Перед началом эксперимента все вход щие в состав стенда опоры тарируют. Дл этого по тарировочным графикам зависимости деформации пружин 11 от нагрузки и кривым зависимости перемещени верхних концов стержней 1 от перемещений их нижних концов стро т кривые «нагрузка-мгновенна деформаци дл устройства, создающего нелинейно-упругие деформации. Такие кривые стро т при различной длине стержней 1, регулируемой гайками 7 и фиксируемой по шкалам 5 в зависимости от числа оборотов гаек 7. Дл тарировки общей деформативности опоры стро т кривые «деформаци -врем при посто нной нагрузке (кривые ползучести) и кривые «усилие-врем при посто нной деформации (кривые релаксации). Дл этого вращением гаек 13 освобождают ст жные болты 12 и стопорные планки 14, причем последние поворачивают в положение, при котором они не соприкасаютс с ограничител ми 15. Эти кривыестро т дл разных величин нагрузок и деформаций , варьиру показани ми по щкалам 5 и 29. После тарировки опор их устанавливают в стенд.Before the start of the experiment, all the supports included in the stand are tared. To do this, according to the calibration graphs of the deformation of the springs 11 on the load and the curves of the dependence of the upper ends of the rods 1 on the displacements of their lower ends, load-instantaneous strain curves are constructed for the device creating non-linear-elastic deformations. Such curves are constructed at different lengths of rods 1, adjusted by nuts 7 and fixed on scales 5, depending on the number of revolutions of the nuts 7. To calibrate the total deformability of the support, they construct deformation-time at constant load (creep curves) and force curves. -time with constant deformation (relaxation curves). To do this, the nuts 13 are released by tightening the bolts 12 and the locking strips 14, the latter being turned into a position in which they do not come into contact with the stoppers 15. These curves are made for different values of loads and deformations, varying in widths 5 and 29. After calibration of the supports they are installed in the stand.

В зависимости от прин той при эксперименте модели основани (нелинейно-упругие лли нелинейно-упруго-пластическое основание ) упоры 8 жестко креп т к корпусу 9 при помощи болтов 12 и планок 14 или же освобождают от закреплени . Дл каждой опоры при помощи гаек 7 по щкалам 5 устанавливают соответствующую началу эксперимента длину стержней 1, после чего при помощи механизма подъема 20 опору поднимают до соприкосновени с испытуемой конструкцией , что фиксируют по минимальному приращению начального отсчета на индикаторе 22.Depending on the base model adopted in the experiment (nonlinearly elastic or nonlinearly elastic-plastic base), the stops 8 are rigidly fixed to the body 9 with the help of bolts 12 and strips 14 or free from fastening. For each support using nuts 7, the length of the rods 1 corresponding to the beginning of the experiment is set by the tongues 5, then the support is lifted using the lifting mechanism 20 until it touches the tested structure, which is fixed by the minimum increment of the initial reading on the indicator 22.

Если экспериментом предусмотрено создание деформаций нелинейной ползучести, то после нагружени испытуемой конструкции дл каждой опоры устанавливают соответствующие началу эксперимента показани по щкале 29 при помощи вентил 27. Изменение вертикального положени , а также ха If the experiment provides for the creation of nonlinear creep deformations, then, after loading the test structure, for each support, the indications for the beginning of the experiment are determined on the slit 29 with the help of the valve 27. Change of the vertical position, as well as

рактеристик нелинейной упругости и нелинейной ползучести опор производ т в процессе эксперимента.Characteristics of nonlinear elasticity and nonlinear creep of the supports are produced in the course of the experiment.

Использование предлагаемой опоры позвол ет создать механическую модель нелинейно-деформируемого искривленного основани при действии на нее нагрузки, равной по величине реальному давлению на грунтовое основание многоэтажного здани (величина нагрузки на одну опору достигает 18т). При этом опоры отличались простотой изготовлени и эксплуатации.The use of the proposed support allows you to create a mechanical model of a non-linearly deformable curved base under the action of a load equal to the actual pressure on the soil base of a multistory building (the load on one support reaches 18 tons). In this case, the supports were distinguished by ease of manufacture and operation.

Применение предлагаемой опоры в практике испытаний строительных конструкций позвол ет исследовать совместную работу крупномасщтабных моделей и фрагментов зданий с основанием и получить близкую «к действительности картину их напр жени деформированного состо ни , в результате чего сокращаетс расход материалов на конструкции зданий и сооружений и снижаетс их стоимость.The use of the proposed support in the practice of testing building structures makes it possible to investigate the joint operation of large-scale models and fragments of buildings with a foundation and to obtain a close to reality picture of their stress in a deformed state, as a result of which the consumption of materials for the structures of buildings and structures is reduced and their cost decreases.

Claims

1. The support of the experimental stand for modeling the deformable base of buildings and structures, containing devices placed on the body to create nonlinearly elastic deformations and nonlinear creep deformations, a support platform, a lifting mechanism and measuring instruments, which are different from that elastic deformations of the support from the load acting on it throughout the entire range of changes in the deformations and simplifying the operation of the support, the support body is mounted on the lifting mechanism, the device for creating non-linear creep deformations is made in the form of hydrocytne sticks with brooms and movable stops symmetrically located on both sides relative to the device for creating non-linear-elastic deformations, the latter being made in the form of rods with adjustable length, inclined relative to the vertical axis of the lifting mechanism, the upper ends which are hingedly connected to the support platform, and the lower ends are connected with carts moving in the horizontal direction, by means of coil springs with stops for a device for creating non-linear creep deformations.

2. A support according to Claim 1, characterized in that, in order to provide the possibility of creating only non-linear-elastic deformations, the housing is provided with movement restrictions of the lugs and bolts for fastening the lugs to the housing.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 480929, cl. G 01 L 1/08, 1972.

2. USSR author's certificate number 526784, cl. G 01 L 1/08, 1974.