RU100255U1 - Стенд для испытания железобетонных элементов на поперечный изгиб при статическом нагружении - Google Patents

Abstract

1. Стенд для испытания железобетонных элементов на поперечный изгиб при статическом нагружении, содержащий смонтированные на силовом полу вертикальные направляющие и динамометрические опоры для железобетонного элемента, в вырезах которых установлены ролики, причем в одном вырезе неподвижно, а в другом - с возможностью горизонтального перемещения, тензорезисторы, наклеенные на динамометрические опоры, загрузочную траверсу, установленную через металлические прокладки или пластину на железобетонном элементе, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидравлический домкрат, установленный на загрузочной траверсе и соединенный с насосной станцией, выполненной с возможностью фиксации разрушающей нагрузки, дополнительно содержит металлический шар, дополнительные опоры для концов загрузочной траверсы, установленные на металлических прокладках или пластине, и упорную траверсу, которая сверху через металлический шар упирается в гидравлический домкрат и закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения и фиксации, помимо этого, одна дополнительная опора для загрузочной траверсы выполнена в виде шарнира и расположена со стороны неподвижного ролика, а вторая, расположенная со стороны подвижного ролика, выполнена неподвижной. ! 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что дополнительные опоры для загрузочной траверсы расположены симметрично центру железобетонного элемента.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к испытательным стендам для проведения испытаний на поперечный изгиб при статическом нагружении.

Известен стенд для статических испытаний железобетонных элементов на трехточечный изгиб и сжатие, по патенту РФ на полезную модель №72761. Стенд включает в себя колонны, траверсу, электродвигатель, датчик силы, муфту, верхнюю и нижнюю опоры, направляющие и блок управления. Стенд отличается тем, что в него введен винт с редуктором, выполняющий роль силового цилиндра, установленный на траверсе по центру стенда и перемещающийся по направляющим в вертикальном направлении, при этом винт с редуктором снабжен центрирующей втулкой, расположенной под траверсой с элементами фиксации положения винта от проворачивания.

Однако данный стенд не позволяет исследовать работу элементов при статическом изгибе от двух сосредоточенных сил, действующих симметрично относительно центра испытываемого элемента. В частности не обеспечивается возможность передачи нагрузки в заданные точки элемента, а также затруднена возможность измерения опорных реакций в процессе нагружения и значений перемещений балки в отдельных ее точках, что сужает область исследований.

За прототип принят стенд для испытания железобетонных элементов на кратковременный динамический изгиб по патенту РФ на полезную модель №77433. Стенд по прототипу содержит: смонтированные на силовом полу копровую установку с грузосбрасывателем, мачты (направляющие) которой снабжены ограничителем хода груза, опоры для железобетонного элемента, в вырезах которых установлены ролики, причем один - неподвижно, второй - с возможностью горизонтального перемещения, загрузочную траверсу с закрепленным на ней силоизмерителем, установленную через металлические прокладки или металлическую пластину на железобетонном элементе, акселерометры, один из которых установлен на грузосбрасывателе, другой - на силоизмерителе, тензорезисторы, наклеенные на опорах под железобетонным элементом, систему страховки для ограничения прогиба железобетонного элемента, установленную на расстоянии максимально допустимого прогиба, демпфирующие прокладки, установленные на силоизмерителе. Груз закреплен на мачтах с возможностью вертикального перемещения, а также фиксации.

Данный стенд позволяет испытывать железобетонные элементы на кратковременный динамический изгиб и исследовать работу элемента при возникновении изгибающих моментов. Стенд позволяет более полно исследовать параметры, которые характеризуют напряженно-деформированное состояние железобетонной балки в момент изгиба под действием кратковременной динамической нагрузки, однако данный стенд не позволяет исследовать работу элементов при статическом изгибе от двух сосредоточенных сил, действующих, например симметрично относительно центра испытываемого элемента. В частности не обеспечивается возможность передачи нагрузки в заданные точки элемента, а также затруднена возможность измерения опорных реакций в процессе нагружения и значений перемещений балки в отдельных ее точках.

Задача полезной модели - обеспечить поперечный изгиб исследуемому железобетонному элементу и расширить диапазон исследуемых параметров при статических исследованиях. Технический результат, на достижение которого направлена решаемая задача, заключается в создании напряженно-деформированного состояния, характеризующегося действием изгибающего момента, возникающем за счет сосредоточения сил в опорных точках при статическом нагружении, фиксации изменения статической нагрузки и опорных реакций в процессе нагружения и измерения деформаций по высоте сечения железобетонного элемента.

Задача решена следующим образом.

Общим с прототипом у заявляемого стенда для испытания железобетонных элементов на поперечный изгиб при статическом нагружении является то, что он содержит смонтированные на силовом полу вертикальные направляющие, динамометрические опоры для железобетонного элемента и загрузочную траверсу. В вырезах динамометрических опор установлены ролики, причем в одном вырезе неподвижно, а в другом - с возможностью горизонтального перемещения. Загрузочная траверса установлена через металлические прокладки или пластину на железобетонном элементе.

В отличие от прототипа стенд согласно заявляемой полезной модели дополнительно содержит гидравлический домкрат, установленный на загрузочной траверсе, металлический шар, дополнительные опоры для концов загрузочной траверсы, установленные на металлических прокладках или пластине, и упорную траверсу, которая сверху через металлический шар упирается в гидравлический домкрат. Упорная траверса закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения и фиксации. Одна дополнительная опора для загрузочной траверсы выполнена в виде шарнира и расположена со стороны неподвижного ролика, а вторая, расположенная со стороны подвижного ролика, выполнена неподвижной.

Динамометрические опоры смонтированы на силовом полу с возможностью регулирования расстояния между ними, а дополнительные опоры для загрузочной траверсы расположены симметрично центру железобетонного элемента.

Наличие упорной траверсы позволяет создавать необходимый распор для гидравлического домкрата в целях обеспечения плавного и ступенчатого загружения испытываемого образца. Проектное положение упорной траверсы на необходимой высоте обеспечивается за счет гаек-фиксаторов, закрепленных на вертикальных направляющих. Изменение высоты расположения упорной траверсы возможно путем закручивания (откручивания) данных гаек-фиксаторов на необходимую величину. Опирание загрузочной траверсы на домкрат производится через металлический шар, что обеспечивает точечную передачу нагрузки. Наличие дополнительных опор для загрузочной траверсы позволяет сосредоточить нагрузку в двух точках на испытуемом образце. Например, симметричное расположение подвижных и неподвижных опор в заявляемом стенде, как показано выше, позволяет уравновесить конструкцию стенда.

Следовательно, заявляемый стенд позволяет дифференцированно осуществлять нагружение конструкции при статическом испытании. А именно, изменять величину прикладываемой нагрузки в зависимости от задач исследования. При этом появляется возможность производить замеры по всем приборам (опорные реакции, перемещения, ширина раскрытия трещин, деформации бетона и арматуры и т.д). Заявляемый стенд позволяет испытывать широкий круг стержневых конструкций на поперечный изгиб при статическом нагружении.

Совокупность существенных признаков, характеризующих заявляемое устройство, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.

Полезная модель пояснена чертежами. На фиг.1 приведен общий вид стенда для испытаний, укрупнено показаны узлы опирания загрузочной траверсы и испытуемого образца; на фигуре 2 - вид стенда спереди, на фиг.3 - вид сбоку

Конструкция стенда смонтирована на силовом полу 1 и состоит из двух динамометрических опор 2, силовых направляющих штанг 3, испытываемой конструкции - железобетонного элемента 4, загрузочной траверсы 5, гидравлического домкрата 6, упорной траверсы 7.

Динамометрические опоры 2 при помощи анкерных болтов (по четыре анкерных болта на каждую опору) крепятся к силовому полу 1, тем самым обеспечивая их жесткое опирание. Наклеенные на стойки опор тензорезисторы, позволяют измерять опорные реакции. Динамометрические опоры 2 выполнены необходимой высоты для обеспечения возможности расположения под испытываемым элементом системы измерительных приборов, таким, как датчиков перемещения, позволяющих фиксировать изменение перемещений балки в различных ее точках в процессе нагружения. Расстояние между динамометрическими опорами 2 ограничено длиной силового пола 1.

Силовые штанги 3 одним концом закреплены при помощи гаек к силовому полу 1, а на свободные концы силовых штанг 3 установлена упорная траверса 7, местоположение которой по высоте обеспечивается гайками-фиксаторами.

Испытываемая конструкция 4 установлена на динамометрические опоры 2 через распределительные металлические пластины 8.

Загрузочная траверса 5 установлена на испытываемую конструкцию 4 через распределительные металлические пластины 9 с подвижной (шарнирной) 12 и неподвижной 11 опорами.

На загрузочной траверсе 5 установлен гидравлический домкрат 6 (соединительные шланги и насосная станция на схемах условно не показаны). Сопряжение гидравлического домкрата 6 с упорной траверсой 7 - шарнирное (применяется металлический шар 10). Испытуемый образец опирается на ролик 13, установленный в вырезе динамометрической опоры 2 неподвижно, и ролик 14, установленный в вырезе опоры 2 подвижно.

Работа устройства заключается в следующем. Домкрат 6 подключен к насосной станции при помощи соединительных шлангов, по которым подается масло на поршень домкрата. При подаче масла в гидравлический домкрат, поршень выдвигается. Поскольку гидравлический домкрат располагается между упорной траверсой 7 и загрузочной траверсой 5, то возникает распор, а поскольку упорная траверса 7 с силовыми штангами 3 и силовым полом 1 создают замкнутую раму, обладающую во много раз большой жесткостью, чем испытываемая конструкция, то таким образом создается давление гидравлического домкрата 6 на загрузочную траверсу 5 и далее через распределительные пластины 9 и подвижную 12 и неподвижную 11 опоры на испытываемую конструкцию. Опирание загрузочной траверсы 5 на домкрат производится через металлический шар 10, что обеспечивает точечную передачу нагрузки.

Для получения данных о напряженно-деформированном состоянии экспериментального образца (железобетонного элемента) используется комплекс стандартных измерительных приборов. В железобетонном элементе 4 в середине его расчетного пролета возникает максимальный изгибающий момент. Балка получает определенные перемещения в отдельных точках. При достижении допустимого прогиба для конкретной конструкции происходит ее разрушение. Разрушающая нагрузка фиксируется насосной станцией, к которой подключен домкрат 6. Величина опорных реакций фиксируется путем обработки показаний тензорезисторов, наклеенных на динамометрические опоры 2. Все используемые при эксперименте датчики и приборы непосредственно перед проведением экспериментальных исследований тарируются, вследствие чего получаются зависимости показаний конкретного датчика (прибора) на каждом этапе нагружения от показаний измерительной системы в относительных единицах. Переход к необходимым абсолютным единицам при обработке результатов эксперимента происходит путем умножения показаний системы для каждого датчика (прибора) на тарировочный коэффициент, полученный при тарировке.

Claims (2)

1. Стенд для испытания железобетонных элементов на поперечный изгиб при статическом нагружении, содержащий смонтированные на силовом полу вертикальные направляющие и динамометрические опоры для железобетонного элемента, в вырезах которых установлены ролики, причем в одном вырезе неподвижно, а в другом - с возможностью горизонтального перемещения, тензорезисторы, наклеенные на динамометрические опоры, загрузочную траверсу, установленную через металлические прокладки или пластину на железобетонном элементе, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидравлический домкрат, установленный на загрузочной траверсе и соединенный с насосной станцией, выполненной с возможностью фиксации разрушающей нагрузки, дополнительно содержит металлический шар, дополнительные опоры для концов загрузочной траверсы, установленные на металлических прокладках или пластине, и упорную траверсу, которая сверху через металлический шар упирается в гидравлический домкрат и закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения и фиксации, помимо этого, одна дополнительная опора для загрузочной траверсы выполнена в виде шарнира и расположена со стороны неподвижного ролика, а вторая, расположенная со стороны подвижного ролика, выполнена неподвижной.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что дополнительные опоры для загрузочной траверсы расположены симметрично центру железобетонного элемента.