RU135416U1 - AUTOMATED BENCH FOR TESTS OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS ON JOINT ACTION OF BENDING MOMENTS, LONGITUDINAL AND CROSS FORCES UNDER SHORT DYNAMIC LOADING - Google Patents

Abstract

1. Автоматизированный стенд для испытаний железобетонных элементов на совместное действие изгибающих моментов, продольных и поперечных сил при кратковременном динамическом нагружении, содержащий силовой пол, вертикальные направляющие, смонтированные на силовом полу, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, узел фиксации груза и грузосбрасыватель; содержащий опоры для железобетонного элемента, жестко закрепленные на силовом полу, одна из которых выполнена шарнирно-подвижной, а другая - неподвижной; содержащий загрузочную траверсу, установленную на железобетонном элементе, две упорные траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих торцов испытуемого железобетонного элемента и соединенные между собой посредством тяжей, при этом одна из упорных траверс, первая, через полусферу и прокладки примыкает к торцу железобетонного элемента; содержащий пружинный блок, примыкающий через полусферу и прокладки ко второму торцу железобетонного элемента и выполненный из двух металлических пластин с отверстиями для тяжей, соединяющих упорные траверсы, и пружин, надетых на эти тяжи и установленных между металлическими пластинами до упора, центрирующий тяж с метрической резьбой, закрепленный одним концом в металлической пластине пружинного блока, и измерительную систему, к которой подключены тензорезисторы, установленные на железобетонном элементе, датчики опорных реакций, установленные на опорах железобетонного элемента, силоизмеритель, закрепленный на загрузочной траверсе, акселерометры, установленные один на грузосбрасывателе, др1. An automated test bench for testing reinforced concrete elements for the combined action of bending moments, longitudinal and transverse forces under short-term dynamic loading, comprising a force floor, vertical guides mounted on a force floor, on which a beam with a load is fixed with the possibility of vertical reciprocating movement, unit cargo fixation and cargo spreader; containing supports for a reinforced concrete element, rigidly fixed to the force floor, one of which is made articulated and the other is stationary; comprising a loading crosshead mounted on a reinforced concrete element, two resistant crossheads mounted on additional supports from both ends of the tested reinforced concrete element and interconnected by means of cords, one of the resistant crossheads, the first, adjacent to the end face of the reinforced concrete element through a hemisphere and gaskets; comprising a spring block adjacent through the hemisphere and gaskets to the second end of the reinforced concrete element and made of two metal plates with holes for the rods connecting the thrust traverses and springs worn on these rods and installed between the metal plates to the stop, centering the cord with a metric thread, fixed at one end in the metal plate of the spring block, and a measuring system to which strain gages mounted on a reinforced concrete element, sensors of support reactions, copulating reinforced concrete element siloizmeritelej mounted on the loading cross beam, accelerometers mounted on one gruzosbrasyvatele, etc.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к машинам для испытания образцов при совместном действии однократного динамического нагружения в виде изгибающих моментов или поперечных сил и продольной статической силы в виде сжатия или растяжения, преимущественно бетонных и железобетонных элементов.The utility model relates to testing equipment, namely to machines for testing samples under the combined action of a single dynamic loading in the form of bending moments or transverse forces and longitudinal static forces in the form of compression or tension, mainly concrete and reinforced concrete elements.

Аналогом заявляемого устройства является стенд для испытания бетонных и железобетонных элементов на продольное центральное и внецентренное кратковременное динамическое сжатие по патенту РФ на изобретение (патент RU №2315969, G01N 3/30, опубл. 2008.01.27.) Стенд для испытания бетонных и железобетонных элементов на продольное центральное и внецентренное кратковременное динамическое сжатие содержит силовой пол, на котором установлена пластина, служащая для распределения напряжений на силовой пол. На крепежные уголки смонтирована дополнительная опора, которая служит для жесткой установки испытываемого бетонного или железобетонного образца. На испытываемый образец установлен оголовок, соединенный с помощью болтов с накладкой, в которую установлен силоизмеритель. К оголовку с двух сторон с помощью болтов закреплены два штока цилиндрической формы, которые размещены внутри цилиндрических насадок. Соединение штока с насадкой представляет собой ползунковый упор. Насадки закреплены с помощью болтов к крепежным муфтам, которые с помощью резиновых прокладок установлены на направляющие. Направляющие имеют опорное основание, с помощью которого защемлены к ручьям силового пола. Динамическая нагрузка создается при помощи массы падающего груза (траверсы с грузом).An analogue of the claimed device is a stand for testing concrete and reinforced concrete elements for longitudinal central and eccentric short-term dynamic compression according to the patent of the Russian Federation for invention (patent RU No. 2315969, G01N 3/30, publ. 2008.01.27.) Stand for testing concrete and reinforced concrete elements on longitudinal central and eccentric short-term dynamic compression contains a force floor on which a plate is installed, which serves to distribute stresses on the force floor. An additional support is mounted on the mounting corners, which serves for rigid installation of the test concrete or reinforced concrete sample. A head is mounted on the test specimen, bolted to the cover plate into which the load meter is installed. Two cylindrical rods, which are placed inside the cylindrical nozzles, are fixed to the tip on both sides with bolts. The connection of the stem with the nozzle is a slide stop. Nozzles are fixed with bolts to fasteners, which are mounted on rails with rubber gaskets. The guides have a support base with which they are pinched to the streams of the power floor. The dynamic load is created by the mass of the falling load (beam with load).

Известное техническое решение позволяет создать напряженно-деформированное состояние в защемленном с обоих концов испытываемом образце при воздействии на него продольного центрального и внецентренного однократного динамического нагружения с заданным значением нагрузки и временем нагружения. Обеспечивается изгибающий момент при центральном и внецентренном сжатии, приближенный к реальным условиям эксплуатации железобетонных конструкций типа колонн.The known technical solution allows you to create a stress-strain state in the test sample clamped at both ends when exposed to longitudinal central and eccentric single dynamic loading with a given load value and loading time. A bending moment is provided with central and eccentric compression, close to the actual operating conditions of reinforced concrete structures such as columns.

Однако стенд, выполненный по известному техническому решению, не позволяет обеспечить испытание образцов на совместное действие изгибающих моментов, продольных и поперечных сил при кратковременном динамическом нагружении и обеспечить получение информации о напряженно-деформированном состоянии образца, прогибов, ускорений и опорных реакций в результате суммарного воздействия указанных сил.However, the stand, made according to the well-known technical solution, does not allow testing the samples for the combined action of bending moments, longitudinal and transverse forces under short-term dynamic loading and providing information on the stress-strain state of the sample, deflections, accelerations and supporting reactions as a result of the total impact of these forces.

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является стенд для испытания железобетонных элементов на действие изгибающих моментов, продольных и поперечных сил при кратковременном динамическом нагружении по патенту РФ на полезную модель (патент RU №90901, G01N 3/08, G01N 3/30, опубл. 20.01.2010). Стенд включает в себя силовой пол, на котором смонтирована копровая установка с грузосбрасывателем, мачты которой снабжены ограничителем хода груза. На торцах железобетонного элемента установлены опорные металлические пластины, в которые упираются сферические элементы. На опорах под железобетонным элементом наклеены тензорезисторы. Стенд также содержит три траверсы, одна из которых, загрузочная, установлена на железобетонном элементе и на ней закреплен силоизмеритель с демпфирующими прокладками, а другие, дополнительные, расположены на опорах по обе стороны от копровой установки и соединены между собой посредством тяжей. Опорные ролики размещены в вырезах опор под железобетонным элементом, причем один - неподвижно, второй - с возможностью горизонтального перемещения. Стенд также содержит пружинный блок, установленный с одного конца железобетонного элемента и выполненный из двух металлических пластин с отверстиями для тяжей, соединяющих дополнительные траверсы. Устройство натяжения выполнено в виде тяжа с метрической резьбой и гаек, закрепленного одним концом в дополнительной траверсе, а другим - в металлической пластине пружинного блока, помимо этого пружинный блок снабжен закрепленным сверху датчиком перемещения. Опоры для дополнительных траверс выполнены с возможностью регулирования их высоты. Стенд содержит также акселерометры, установленные на грузосбрасывателе и силоизмерителе.The closest device adopted for the prototype is a bench for testing reinforced concrete elements for bending moments, longitudinal and transverse forces during short-term dynamic loading according to the patent of the Russian Federation for utility model (patent RU No. 90901, G01N 3/08, G01N 3/30, publ. . 01.20.2010). The stand includes a power floor on which a copier with a load ejector is mounted, the masts of which are equipped with a load limiter. At the ends of the reinforced concrete element, support metal plates are installed, in which the spherical elements abut. On supports under the reinforced concrete element, strain gages are glued. The stand also contains three traverses, one of which is loading, mounted on a reinforced concrete element and a force meter with damping gaskets is fixed on it, and the others, additional ones, are located on supports on both sides of the pile rig and are interconnected by strands. The support rollers are placed in the cutouts of the supports under the reinforced concrete element, one of which is stationary, the second with the possibility of horizontal movement. The stand also contains a spring block mounted on one end of the reinforced concrete element and made of two metal plates with holes for strands connecting additional traverses. The tension device is made in the form of a strand with a metric thread and nuts, fixed at one end in an additional traverse, and the other in the metal plate of the spring block, in addition, the spring block is equipped with a displacement sensor mounted on top. Supports for additional traverses are made with the possibility of adjusting their height. The stand also contains accelerometers mounted on a load ejector and load meter.

Данный стенд позволяет испытывать железобетонные элементы на изгиб с продольным сжатием либо проводить испытание железобетонных элементов на поперечную нагрузку с продольным сжатием. Стенд позволяет создать в испытуемом образце напряженно-деформированные состояния, которые характеризуются действием изгибающего момента или поперечной силой, возникших при однократном динамическом нагружении, одновременно с постоянной статической продольной силой сжатия.This stand allows you to test reinforced concrete elements for bending with longitudinal compression or to test reinforced concrete elements for a transverse load with longitudinal compression. The stand allows you to create stress-strain states in the test specimen, which are characterized by the action of bending moment or shear force arising from a single dynamic loading, simultaneously with a constant static longitudinal compression force.

Однако данный стенд не реализует возможности исследовать работу элементов конструкций на косое внецентренное кратковременное динамическое сжатие, растяжение, косой изгиб, не позволяет исследовать образец при продольном статическом растяжении. Также не позволяет измерять перемещения по длине элемента. Продольное усилие на испытуемом железобетонном образце создается вручную, что повышает трудоемкость подготовки эксперимента.However, this stand does not realize the opportunity to study the work of structural elements for oblique eccentric short-term dynamic compression, tension, oblique bending, does not allow to study the sample with longitudinal static tension. Also does not allow to measure the displacement along the length of the element. The longitudinal force on the test reinforced concrete sample is created manually, which increases the complexity of the preparation of the experiment.

Задача заявляемой полезной модели состоит в том, чтобы расширить функциональные возможности стенда и обеспечить испытание образцов при совместном действии однократного динамического нагружения в виде изгибающих моментов или поперечных сил и продольной силы в виде статического сжатия или растяжения, обеспечить получение информации о напряженно-деформированном состоянии образца, прогибах, ускорениях, опорных реакциях и в условиях статического усилия сжатия или растяжения.The objective of the claimed utility model is to expand the functionality of the stand and to test samples under the combined action of a single dynamic loading in the form of bending moments or transverse forces and longitudinal forces in the form of static compression or tension, to provide information about the stress-strain state of the sample, deflections, accelerations, support reactions and under conditions of static compressive or tensile forces.

Технический результат при решении поставленной задачи заключается в создании напряженно - деформированного состояния, характеризующийся действием центральной статической продольной силой и поперечной кратковременной динамической нагрузкой на шарнирно опертый испытываемый образец и обеспечении наиболее точных и достоверных результатов путем приближения к реальным условиям, работы элементов конструкций при динамическом нагружении.The technical result in solving this problem is to create a stress - strain state, characterized by the action of a central static longitudinal force and a transverse short-term dynamic load on the articulated test specimen and providing the most accurate and reliable results by approximating the real conditions and the operation of structural elements under dynamic loading.

Технический результат при реализации полезной модели, обеспечивающий решение поставленной задачи, достигается следующим образом.The technical result when implementing a utility model that provides a solution to the problem is achieved as follows.

Как и устройство по прототипу, заявляемый стенд содержит силовой пол и смонтированные на нем вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, узел фиксации груза и грузосбрасыватель. На силовом полу закреплены опоры для железобетонного элемента, одна из которых выполнена шарнирно-подвижной, а другая - неподвижной. На железобетонном элементе установлена загрузочная траверса. Стенд содержит две упорные траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих торцов испытуемого железобетонного элемента и соединенные между собой посредством тяжей, при этом одна из упорных траверс, первая, через полусферу и прокладки примыкает к торцу железобетонного элемента. Как и в прототипе, в состав стенда входит пружинный блок, примыкающий через полусферу и прокладки ко второму торцу железобетонного элемента и выполненный из двух металлических пластин с отверстиями для тяжей, соединяющих упорные траверсы, и пружин, надетых на эти тяжи и установленных между металлическими пластинами до упора. Помимо этого, содержит центрирующий тяж с метрической резьбой, закрепленный одним концом в металлической пластине пружинного блока, и измерительную систему, к которой подключены тензорезисторы, установленные на железобетонном элементе, датчики опорных реакций, установленные на опорах железобетонного элемента, силоизмеритель, закрепленный на загрузочной траверсе, акселерометры, установленные один на грузосбрасывателе, другой - на силоизмерителе, и датчик перемещений, установленный между металлическими пластинами пружинного блока.Like the prototype device, the inventive stand contains a power floor and vertical guides mounted on it, on which a traverse with a load, a load fixing unit and a load ejector are mounted with the possibility of vertical reciprocating movement. Supports for a reinforced concrete element are fixed on the power floor, one of which is made pivotally movable, and the other is stationary. A loading beam is installed on the reinforced concrete element. The stand contains two persistent traverses mounted on additional supports from both ends of the tested reinforced concrete element and interconnected by strands, while one of the persistent traverses, the first, is adjacent to the end of the reinforced concrete element through the hemisphere and gaskets. As in the prototype, the stand includes a spring block adjoining through the hemisphere and gaskets to the second end of the reinforced concrete element and made of two metal plates with holes for the rods connecting the thrust traverses, and springs worn on these rods and installed between the metal plates to emphasis. In addition, it contains a centering strand with a metric thread, fixed at one end in the metal plate of the spring block, and a measuring system to which strain gages mounted on the reinforced concrete element are connected, support reaction sensors mounted on the supports of the reinforced concrete element, a load meter mounted on the loading traverse, accelerometers installed one on the load ejector, the other on the load meter, and a displacement sensor installed between the metal plates of the spring block.

В отличие от прототипа заявляемый стенд дополнительно содержит подвижную траверсу, установленную между пружинным блоком и второй упорной траверсой и выполненную с отверстиями для тяжей, соединяющих упорные траверсы и закрепленных на подвижной траверсе с помощью дополнительных гаек. Отличием является также то, что второй конец центрирующего тяжа с метрической резьбой жестко закреплен на дополнительной подвижной траверсе. Кроме этого, стенд согласно полезной модели дополнительно содержит домкрат, установленный между подвижной и второй упорной траверсами, а испытуемый железобетонный элемент с обоих его торцов имеет арматурные выпуски, которые с одного торца пропущены через металлические пластины пружинного блока и жестко закреплены на его наружной пластине, а с другого торца жестко закреплены на первой упорной траверсе. Помимо этого, стенд дополнительно содержит блок управления экспериментом, соединенный с измерительной системой. Кроме этого, опоры для железобетонного элемента закреплены на силовом полу с возможностью перемещения в продольном направлении с целью изменения схемы испытания и в зависимости от размеров экспериментального образца и с последующим их жестким закреплением на силовом полу после перемещения.In contrast to the prototype, the inventive stand additionally contains a movable crosshead installed between the spring block and the second thrust crossarm and made with holes for cords connecting the thrust crosshead and mounted on the movable crosshead with additional nuts. The difference is also that the second end of the centering strand with a metric thread is rigidly fixed to an additional movable traverse. In addition, the stand according to the utility model further comprises a jack installed between the movable and the second thrust traverses, and the tested reinforced concrete element has reinforcing outlets from both ends thereof, which are passed through the metal plates of the spring block from one end and are rigidly fixed to its outer plate, and from the other end are rigidly fixed on the first persistent traverse. In addition, the stand further comprises an experiment control unit connected to the measurement system. In addition, supports for a reinforced concrete element are mounted on the force floor with the possibility of moving in the longitudinal direction in order to change the test design and depending on the size of the experimental sample and their subsequent rigid fixation on the force floor after moving.

Для того, чтобы обеспечить железобетонному элементу с одного конца неподвижное опирание, а с другого конца - шарнирно-подвижное, в опорах для железобетонного элемента могут быть выполнены вырезы в которых установлены ролики, причем в вырезе одной опоры ролик должен быть установлен неподвижно, а в вырезе другой опоры - подвижно. Под железобетонным элементом на роликах целесообразна установка металлических пластин. В частном случае для проведения испытаний железобетонного элемента на косое динамическое нагружение металлические пластины, установленные на роликах, должны быть снабжены уголками, которые приварены ребрами к указанным пластинам, а концы железобетонного элемента в этом случае установлены внутри уголков. Целесообразно также осуществлять установку загрузочной траверсы на железобетонном элементе через металлические пластины, а при установке силоизмерителя использовать демпфирующие прокладки.In order to provide a reinforced concrete element with a fixed bearing at one end and a hinged-movable one at the other end, cutouts in which rollers are installed in supports for a reinforced concrete element, moreover, in the cutout of one support, the roller must be fixedly mounted, and in the cutout another support - movably. Under the reinforced concrete element on the rollers, it is advisable to install metal plates. In a particular case, to test the reinforced concrete element for oblique dynamic loading, the metal plates mounted on the rollers must be equipped with corners that are welded ribs to the specified plates, and the ends of the reinforced concrete element in this case are installed inside the corners. It is also advisable to install the loading beam on the reinforced concrete element through the metal plate, and when installing the power meter to use damping pads.

Стенд может быть также снабжен системой страховки для ограничения прогиба железобетонного элемента, установленной на расстоянии максимально допустимого его прогиба.The stand can also be equipped with an insurance system to limit the deflection of a reinforced concrete element installed at a distance of its maximum allowable deflection.

Указанная совокупность технических признаков в известных технических решениях не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.The specified set of technical features in the known technical solutions is not found, which confirms the novelty of the utility model.

Данный стенд имеет следующие преимущества в сравнении с прототипом:This stand has the following advantages in comparison with the prototype:

1. Стенд позволяет произвести испытания образцов по виду предварительного статического нагружения: с обжатием, с растяжением, с изгибом.1. The stand allows you to test samples according to the type of preliminary static loading: with compression, with tension, with bending.

2. Позволяет менять схему испытания при помощи перемещения опор для железобетонного элемента и изменения условий опирания (закрепления) элемента.2. Allows you to change the test scheme by moving the supports for a reinforced concrete element and changing the conditions of support (fixing) of the element.

3. Обеспечивает испытание образцов от плоского изгиба до сложного напряженно-деформированного состояния при совместном действии однократного динамического нагружения в виде изгибающих моментов или поперечных сил и продольной силы не только в виде статического сжатия, но и растяжения.3. Provides testing of samples from flat bending to a complex stress-strain state under the combined action of a single dynamic loading in the form of bending moments or transverse forces and longitudinal forces not only in the form of static compression, but also in tension.

4. Позволяет точно воспроизвести процесс, происходящий в образце при косом внецентренном кратковременном динамическом сжатии (растяжении).4. Allows you to accurately reproduce the process occurring in the sample during oblique eccentric short-term dynamic compression (tension).

5. Продольное усилие в заявляемом стенде задается домкратом и ограничивается техническими характеристиками домкрата и требованиями эксперимента. Использование домкрата позволяет создать продольную силу необходимой величины, до 12 тонн, тем самым снизить трудоемкость и повысить точность задания величины продольной силы в испытываемом образце.5. The longitudinal force in the inventive stand is set by the jack and is limited by the technical characteristics of the jack and the requirements of the experiment. Using a jack allows you to create a longitudinal force of the required size, up to 12 tons, thereby reducing the complexity and increasing the accuracy of setting the magnitude of the longitudinal force in the test sample.

6. Обеспечивается возможность полной регистрации данных о работе испытываемого образца при косом внецентренном кратковременном динамическом нагружении.6. It is possible to fully register data on the operation of the test sample with oblique eccentric short-term dynamic loading.

7. Стенд позволяет получить и проанализировать деформации арматуры и бетона, прогибы, ускорения, процесс и характер развития трещин от начала загружения до полного разрушения, обеспечить получение информации о напряженно-деформированном состоянии образца, прогибов, ускорений, опорных реакций и контроля статического усилия сжатия или растяжения.7. The stand allows you to get and analyze the reinforcement and concrete deformations, deflections, accelerations, the process and nature of the development of cracks from the beginning of loading to complete failure, to provide information on the stress-strain state of the sample, deflections, accelerations, support reactions and control of static compression forces or stretching.

8. Наличие блока управления облегчает обработку и сопоставление результатов. Автоматизация процесса управления и регистрации параллельного съема данных с первичных преобразователей информации повышает достоверность результатов анализа о работе конструкции.8. The presence of a control unit facilitates the processing and comparison of results. Automation of the process of control and registration of parallel data acquisition from primary information converters increases the reliability of the results of the analysis of the construction.

Таким образом, предложенная конструкция стенда позволяет расширить область испытания железобетонных элементов и создать в испытываемом элементе напряженно - деформированное состояние, приближенное к тому, которое возникает в условиях эксплуатации, и замерить опорную реакцию, тем самым повысив точность исследований.Thus, the proposed design of the stand allows you to expand the field of testing of reinforced concrete elements and create a stress-strain state in the element under test, close to that which occurs under operating conditions, and measure the support reaction, thereby increasing the accuracy of research.

Полезная модель пояснена чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен общий вид автоматизированного стенда для испытаний железобетонных элементов при совместном действии изгибающих и крутящих моментов продольных и поперечных сил на кратковременное динамическое нагружение.Figure 1 shows a General view of an automated test bench for testing reinforced concrete elements with the combined action of bending and torques of longitudinal and transverse forces on short-term dynamic loading.

На фиг.2 - узел опирания железобетонного образца при испытании на косое нагружениеFigure 2 - site support of a reinforced concrete sample when tested for oblique loading

Автоматизированный стенд для испытаний железобетонных элементов на совместное действие изгибающих и крутящих моментов продольных и поперечных сил при кратковременном динамическом нагружении содержит силовой пол 1 с опорными основаниями 2, на которых установлены вертикальные направляющие 3. На направляющих 3 с возможностью вертикального возвратно - поступательного перемещения закреплена траверса с грузом 4, страховочные элементы 5, узел фиксации груза 6, грузосбрасыватель 7. Силоизмеритель 8 установлен на загрузочную траверсу 9. Траверса 9 через металлические пластины установлена на экспериментальном железобетонном элементе 10, размещенном на опорах 11, одна из которых шарнирно-подвижная. Опоры 11 жестко закреплены на силовом полу 1. К одному торцу испытываемого образца примыкает упорная траверса 12 через полусферу и пакет прокладок 13. К другому торцу испытываемого образца через полусферу и пакет прокладок примыкает первая упорная пластина 14 пружинного блока, к которой через пружины 15 примыкает вторая упорная пластина 16 с закрепленным центрирующим тяжом 17, другой конец которого жестко закреплен на подвижной траверсе 18. Через траверсу 18 проходят тяжи 19, с одной стороны закрепленные на первой упорной траверсе 12 упорными гайками 20, установленной на первой дополнительной опоре 21 жестко закрепленной на силовом полу 1, а с другой стороны закрепленные на второй упорной траверсе 22 упорными гайками 20. Упорная траверса 22 установлена на второй дополнительной опоре 21 жестко закрепленной на силовом полу 1. Между второй упорной траверсой 22 и подвижной траверсой 18 установлен домкрат 23 и на тяжах установлены вспомогательные гайки 24. Для испытания с продольным растяжением экспериметальный образец 10 имеет арматурные выпуски 25, пропущенные с одной стороны через первую 14 и вторую 16 упорные пластины с жестким креплением ко второй упорной пластине 16, а с другой стороны пропущены через первую упорную траверсу 12 с жестким креплением при помощи металлических уголков 26, а упорные гайки 20 установлены на тяжах с упором к первой упорной пластине. Для автоматизации процесса испытания грузосбрасыватель 7 подключен к блоку управления экспериментом 27 с подключенной к нему измерительной системой 28, к которой подключены силоизмеритель 8, датчики перемещений 29, акселерометры, один из которых установлен на грузосбрасывателе 7, другой - на силоизмерителе 8 (на чертеже не показаны), тензорезисторы, установленные на экспериментальном образце 10, датчики опорных реакций, установленные на основных опорах 11 и датчик перемещений 30, закрепленный между первой 14 и второй 16 металлическими пластинами пружинного блока. Датчик 30 фиксирует горизонтальную силу обжатия (растяжения) пружинного блока. При испытании железобетонного элемента на косое нагружение узел опирания железобетонного элемента (фиг.2) включает в себя металлическую пластину 32, установленную на ролике 31 и металлический уголок 33, приваренный ребром к пластине 32.An automated test bench for testing reinforced concrete elements for the combined action of bending and torques of longitudinal and transverse forces during short-term dynamic loading contains a force floor 1 with supporting bases 2 on which vertical guides 3 are installed. A cross-beam is fixed on the guides 3 with the possibility of vertical reciprocating load 4, safety elements 5, load securing unit 6, load ejector 7. Force meter 8 is installed on the loading beam 9. Traverse 9 through metal plates mounted on an experimental reinforced concrete element 10 placed on supports 11, one of which is articulated and movable. The supports 11 are rigidly fixed to the force floor 1. The stop crossbeam 12 is adjacent to one end of the test specimen 12 through the hemisphere and the gasket pack 13. The first contact plate 14 of the spring block adjoins the other end of the test specimen through the hemisphere and the pack of gaskets, to which the second one abuts through the springs 15 a thrust plate 16 with a fixed centering cord 17, the other end of which is rigidly fixed to the movable yoke 18. Through the yoke 18 pass the strands 19, on the one hand fixed on the first thrust yoke 12 thrust nut and 20 mounted on the first additional support 21 rigidly mounted on the power floor 1, and on the other hand mounted on the second stop beam 22 with thrust nuts 20. The stop beam 22 is installed on the second additional support 21 rigidly mounted on the power floor 1. Between the second stop beam 22 and a movable traverse 18, a jack 23 is installed and auxiliary nuts 24 are installed on the bands. For the longitudinal tensile test, the experimental specimen 10 has reinforcing outlets 25 which are passed through the first 14 and second on one side 16, the thrust plates are rigidly attached to the second thrust plate 16 and, on the other hand, are passed through the first thrust beam 12 with rigid fastening by means of metal angles 26, and the thrust nuts 20 are mounted on tie rods with a stop to the first thrust plate. To automate the testing process, the load ejector 7 is connected to the experiment control unit 27 with the measuring system 28 connected to it, to which the load meter 8, displacement sensors 29, accelerometers are connected, one of which is installed on the load ejector 7, and the other on the load meter 8 (not shown in the drawing ), strain gauges installed on the experimental sample 10, sensors of the support reactions mounted on the main supports 11 and a displacement sensor 30, mounted between the first 14 and second 16 metal plates spring block. The sensor 30 detects the horizontal force of compression (tension) of the spring unit. When testing a reinforced concrete element for oblique loading, the support unit of the reinforced concrete element (Fig. 2) includes a metal plate 32 mounted on a roller 31 and a metal corner 33 welded edge to plate 32.

Полезная модель промышленно применима, поскольку ее можно многократно реализовывать с достижением указанного технического результата.The utility model is industrially applicable, since it can be repeatedly implemented with the achievement of the specified technical result.

Работа автоматизированного стенда для испытаний железобетонных элементов на совместное действие изгибающих и крутящих моментов продольных и поперечных сил при кратковременном динамическом нагружении заключается в следующем: железобетонный элемент 10 устанавливается на основные опоры 11, затем центрируется и прижимается упорными траверсами 12, 22, после чего устанавливается загрузочная траверса 9 и система страховочных приспособлений, которые крепятся к страховочным элементам 5. Далее устанавливается силоизмеритель 8 на загрузочную траверсу 9, датчики перемещений 29, акселерометры, датчик перемещений 30, которое вместе с тензорезисторами и датчиками опорных реакций подключаются к измерительной системе 28. Измерительная система 28 в свою очередь подключается к блоку управления экспериментом 27. Затем траверса с грузом 4 при помощи подвесного оборудования 6 крепится к грузосбрасывателю 7 и поднимается на необходимую высоту. После завершения подготовительных работ задается величина продольный силы при помощи домкрата 23, затягиваются упорные гайки 20, а затем снимается домкрат 23. По команде на запуск эксперимента при помощи блока управления экспериментом 27 одновременно срабатывает спусковой механизм грузосбрасывателя 7 (отпускается траверса с грузом 4) и начинается запись данных в измерительной системе 28, при этом в измерительную систему 28 поступают данные со всех установленных датчиков и приборов, что позволяет получить информацию о напряженно-деформированном состоянии экспериментального образца 10 во время эксперимента.The work of an automated test bench for testing reinforced concrete elements for the combined action of bending and torques of longitudinal and transverse forces under short-term dynamic loading is as follows: the reinforced concrete element 10 is mounted on the main supports 11, then centered and pressed by the thrust traverses 12, 22, after which the loading beam is installed 9 and the system of safety devices that are attached to the safety elements 5. Next, the load meter 8 is installed on the loading track version 9, displacement sensors 29, accelerometers, displacement sensors 30, which, together with strain gauges and sensors of the reference reactions are connected to the measuring system 28. The measuring system 28, in turn, is connected to the control unit of the experiment 27. Then the traverse with load 4 using pendant equipment 6 attached to the load sipper 7 and rises to the required height. After completion of the preparatory work, the longitudinal force value is set using the jack 23, the thrust nuts 20 are tightened, and then the jack 23 is removed. Upon the command to start the experiment using the control unit of the experiment 27, the trigger mechanism of the load ejector 7 is simultaneously triggered (the crosshead with load 4 is released) and starts recording data in the measuring system 28, while the measuring system 28 receives data from all installed sensors and devices, which allows you to obtain information about stress-strain The state of the experimental sample 10 during the experiment.

Стенд позволяет также испытывать и получать информацию о напряженно-деформируемом состоянии в случае косого динамического нагружения. Для этого каждая из опор 11 снабжена пластиной 32, установленной на ролике 31, и приваренным к ней уголком 33, внутрь которого помещают конец железобетонного элемента 10. А испытания исследуемого железобетонного элемента 10 после установки железобетонного элемента проводят аналогично описанному выше.The stand also allows you to test and receive information about the stress-strain state in the case of oblique dynamic loading. For this, each of the supports 11 is equipped with a plate 32 mounted on a roller 31 and a corner 33 welded to it, into which the end of the reinforced concrete element 10 is placed. And tests of the studied reinforced concrete element 10 after installing the reinforced concrete element are carried out as described above.

Claims (6)

1. Автоматизированный стенд для испытаний железобетонных элементов на совместное действие изгибающих моментов, продольных и поперечных сил при кратковременном динамическом нагружении, содержащий силовой пол, вертикальные направляющие, смонтированные на силовом полу, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, узел фиксации груза и грузосбрасыватель; содержащий опоры для железобетонного элемента, жестко закрепленные на силовом полу, одна из которых выполнена шарнирно-подвижной, а другая - неподвижной; содержащий загрузочную траверсу, установленную на железобетонном элементе, две упорные траверсы, установленные на дополнительных опорах с обоих торцов испытуемого железобетонного элемента и соединенные между собой посредством тяжей, при этом одна из упорных траверс, первая, через полусферу и прокладки примыкает к торцу железобетонного элемента; содержащий пружинный блок, примыкающий через полусферу и прокладки ко второму торцу железобетонного элемента и выполненный из двух металлических пластин с отверстиями для тяжей, соединяющих упорные траверсы, и пружин, надетых на эти тяжи и установленных между металлическими пластинами до упора, центрирующий тяж с метрической резьбой, закрепленный одним концом в металлической пластине пружинного блока, и измерительную систему, к которой подключены тензорезисторы, установленные на железобетонном элементе, датчики опорных реакций, установленные на опорах железобетонного элемента, силоизмеритель, закрепленный на загрузочной траверсе, акселерометры, установленные один на грузосбрасывателе, другой - на силоизмерителе, и датчик перемещений, установленный между металлическими пластинами пружинного блока, отличающийся тем, что он дополнительно содержит подвижную траверсу, установленную между пружинным блоком и второй упорной траверсой и выполненную с отверстиями для тяжей, соединяющих упорные траверсы и закрепленных на подвижной траверсе с помощью дополнительных гаек, при этом второй конец центрирующего тяжа с метрической резьбой жестко закреплен на дополнительной подвижной траверсе; кроме этого, стенд дополнительно содержит домкрат, установленный между подвижной и второй упорной траверсами, а испытуемый железобетонный элемент с обоих его торцов имеет арматурные выпуски, которые с одного торца пропущены через металлические пластины пружинного блока и жестко закреплены на его наружной пластине, а с другого торца жестко закреплены на первой упорной траверсе; помимо этого, стенд дополнительно содержит блок управления экспериментом, соединенный с измерительной системой, кроме этого, опоры для железобетонного элемента установлены с возможностью продольного перемещения с последующим их жестким закреплением к силовому полу.1. An automated test bench for testing reinforced concrete elements for the combined action of bending moments, longitudinal and transverse forces under short-term dynamic loading, comprising a force floor, vertical guides mounted on a force floor, on which a beam with a load is fixed with the possibility of vertical reciprocating movement, unit cargo fixation and cargo spreader; containing supports for a reinforced concrete element, rigidly fixed to the force floor, one of which is made articulated and the other is stationary; comprising a loading crosshead mounted on a reinforced concrete element, two resistant crossheads mounted on additional supports from both ends of the tested reinforced concrete element and interconnected by means of cords, one of the resistant crossheads, the first, adjacent to the end face of the reinforced concrete element through a hemisphere and gaskets; comprising a spring block adjacent through the hemisphere and gaskets to the second end of the reinforced concrete element and made of two metal plates with holes for the rods connecting the thrust traverses and springs worn on these rods and installed between the metal plates to the stop, centering the cord with a metric thread, fixed at one end in the metal plate of the spring block, and a measuring system to which strain gages mounted on a reinforced concrete element, sensors of support reactions, embedded on the supports of the reinforced concrete element, a load meter mounted on the loading beam, accelerometers mounted one on the load ejector, the other on the load meter, and a displacement sensor installed between the metal plates of the spring block, characterized in that it additionally contains a movable beam installed between the spring block and a second persistent traverse and made with holes for strands connecting the persistent traverse and mounted on a movable traverse with additional nuts, while the second end of the centering strand with a metric thread is rigidly fixed to an additional movable traverse; in addition, the stand additionally contains a jack installed between the movable and the second persistent traverses, and the tested reinforced concrete element from both its ends has reinforcing outlets that are passed from one end through the metal plates of the spring block and rigidly fixed to its outer plate, and from the other end rigidly fixed to the first persistent traverse; in addition, the stand further comprises an experiment control unit connected to the measuring system, in addition, supports for the reinforced concrete element are mounted with the possibility of longitudinal movement with subsequent rigid fixation to the force floor. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что опоры для железобетонного элемента выполнены с вырезами, в которых установлены ролики, причем в вырезе одной опоры ролик установлен неподвижно, а в вырезе другой опоры - подвижно, при этом под железобетонным элементом на роликах размещены металлические пластины.2. The stand according to claim 1, characterized in that the supports for the reinforced concrete element are made with cutouts in which the rollers are installed, and the roller is fixedly mounted in the cutout of one support and movably in the cutout of the other support, with rollers placed under the reinforced concrete element metal plates. 3. Стенд по п.2, отличающийся тем, что для проведения испытаний на косое динамическое нагружение железобетонного элемента металлические пластины, установленные на роликах, снабжены уголками, которые приварены ребрами к указанным пластинам, при этом концы железобетонного элемента установлены внутри уголков.3. The stand according to claim 2, characterized in that for testing the oblique dynamic loading of the reinforced concrete element, the metal plates mounted on the rollers are provided with corners that are welded ribs to the specified plates, while the ends of the reinforced concrete element are installed inside the corners. 4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что загрузочная траверса установлена на железобетонном элементе через металлические пластины.4. The stand according to claim 1, characterized in that the loading beam is mounted on a reinforced concrete element through metal plates. 5. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен системой страховки для ограничения прогиба железобетонного элемента, установленной на расстоянии максимально допустимого его прогиба.5. The stand according to claim 1, characterized in that it is equipped with an insurance system to limit the deflection of a reinforced concrete element installed at a distance of its maximum allowable deflection. 6. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит демпфирующие прокладки, установленные на силоизмерителе.

6. The stand according to claim 1, characterized in that it further comprises damping pads mounted on a load cell.

Images