Способ определения параметров динамического догружения в растянутых железобетонных элементах конструктивных систем Российский патент 2018 года по МПК G01M99/00 G01N3/20 

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и предназначено для испытаний растянутых и внецентренно растянутых обычных и преднапряженных конструкций из двухкомпонентных элементов, в частности, экспериментального определения параметров динамического догружения в железобетонных стержневых конструктивных системах.

Известны способы испытания рамно-стержневых систем, заключающиеся в определении предельных деформаций сжатого и растянутого бетона; приращений прогибов ригелей в пролетах рамы [Комар, А.Г. Испытания сборных железобетонных конструкций: учеб. пособие для студентов ВУЗов/ А.Г. Комар, Е.Н. Дубровин, Б.С. Кержнеренко, В.С. Заленский. – М.: Высш. Школа, 1980.-269 с., стр.171-191]; значении нагрузок и опорных моментов, характера трещинообразования и ширины раскрытия трещин при пошаговом статическом нагружении до момента разрушения конструкции [Комар, А.Г. Испытания сборных железобетонных конструкций: учеб. пособие для студентов ВУЗов/ А.Г. Комар, Е.Н. Дубровин, Б.С. Кержнеренко, В.С. Заленский. – М.: Высш. Школа, 1980.-269 с., стр.207-229].

Недостаток известных способов в том, что невозможно определить параметры динамического догружения, возникающего в арматуре железобетонного элемента стержневых систем вследствие мгновенного перераспределения усилий при внезапном разрушении хрупкого компонента-- бетона и передачи динамического догружения на арматуру.

Известен также способ определения динамического догружения в элементах железобетонных рамно-стержневых систем при потере устойчивости (см. Пат. 2420722 Российская Федерация, МПК G01M99/00, опубл. 10.06.2011, Бюл. №16.), включающий закрепление опорных стоек и их жесткое соединение с ригелями в узлах рамно-стержневой системы с помощью соединительных элементов, с целью создания разрушения системы, вызванного потерей устойчивости, осуществляют раскрепление крайней стойки. При нагружении рамно-стержневой системы заданной проектной статической нагрузкой, происходит хрупкое разрушение бетонной шпонки в узле соединения раскрепляющих элементов с крайней стойкой, калиброванной под заранее фиксированное усилие, вызывающее динамическое догружение, что приводит к потере устойчивости стойки.

Недостаток данного способа заключается в том, что хрупкое разрушение бетонной шпонки, вызывающее динамическое догружение, приводит к потере устойчивости всего элемента, что не позволяет определить время деформирования арматурного стержня на первой полуволне его нагружения.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в определении динамических параметров в арматуре железобетонного элемента путем создания способа оценки динамического догружения в растянутых и внецентренно растянутых обычных и преднапряженных двухкомпонентных (железобетонных) стержневых элементах от внезапного разрушения хрупкого компонента.

Способ достигается тем, что при экспериментальном определении динамических догружений в арматуре железобетонного элемента стержневой системы, на участке рассматриваемой испытываемой железобетонной конструкции устраиваются пазы глубиной и шириной до 0,1h высоты сечения, в месте расположения пазов, на заданной базе, симметрично с двух сторон на специальных штангах, ввинченных в гайки, жестко соединенные с арматурными стержнями конструкции, устанавливаются механические индикаторы. Затем загружают стержневую систему заданной проектной статической нагрузкой. Под воздействием растягивающей силы происходит внезапное разрушение хрупкого компонента (бетона), в зоне паза образуется трещина, что приводит к перераспределению усилий с бетона на арматуру и возникновению продольных колебаний арматурного стержня. С помощью механических индикаторов замеряют амплитуду колебаний арматурного стержня, определяют время и частоту колебаний.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема испытываемой стержневой конструкции фермы с устроенными пазами в нижнем поясе, нагруженной испытываемой нагрузкой q, от действия которой в нижнем поясе возникает растягивающее усилие N; на фиг. 2 – изображено расположение механических индикаторов на участке пазов (узел А); на фиг.3 – узел (узел А: вид сверху, вид слева) установки механического индикатора в расчетном сечении испытываемой конструкции.

Способ реализуется путем установки симметрично с двух сторон арматуры 2 жесткосоединенных с арматурой гаек 3 для крепления специальных штанг 4, на одну из которых закрепляют измерительный прибор 5, а к другой прикрепляется металлический стержень 6, который одним из своих торцов упирается в наконечник 7 механического индикатора 5, для четкой фиксации которых предусмотрена направляющая пластина 8, которая крепится к штанге 4, также в среднем поперечном сечении испытываемого элемента устраиваются пазы 9, глубина и ширина которых 0,1h высоты сечения испытываемого стержневого элемента 1.

Далее загружают конструкцию фермы испытываемой нагрузкой q, от действия которой в нижнем поясе возникает растягивающее усилие N, при котором происходит внезапное разрушение хрупкого компонента (бетона) 1 в зоне пазов 9, образование трещины 10, что приводит к мгновенной передаче усилий с бетона на арматурный стержень 2 и его догружению. При этом в арматурном стержне 2 возникают продольные колебания, далее механическим индикатором 5 замеряют амплитуду колебаний арматуры, определяют время и частоту колебаний арматуры.

Описанный способ позволяет экспериментально определять параметры динамических догружений: амплитуду колебаний, время и частоту колебаний арматуры при внезапном разрушении хрупкого компонента и перераспределении усилий в стержневом элементе.

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, в частности к испытаниям растянутых элементов конструкций железобетонных стержневых систем. Способ предусматривает устройство в среднем поперечном сечении испытываемого элемента пазов глубиной и шириной до 0,1 h высоты сечения. В зоне устройства пазов устанавливаются симметричные с двух сторон механические индикаторы. Затем конструкцию фермы загружают испытываемой нагрузкой q, от действия которой в нижнем поясе возникает растягивающее усилие N. Под воздействием растягивающей силы происходит внезапное разрушение хрупкого компонента (бетона) и образование трещины в зоне пазов, что приводит к мгновенной передаче усилий на арматуру и возникновению продольных колебаний. После чего замеряют амплитуду колебаний арматурного стержня, определяют время и частоту колебаний арматуры. Технический результат заключается в возможности определения динамических параметров в арматуре железобетонного элемента от внезапного разрушения хрупкого компонента и перераспределении усилий в стержневом элементе. 3 ил.

Способ определения параметров динамического догружения в растянутых железобетонных элементах конструктивных систем, характеризующийся тем, что в среднем поперечном сечении испытываемого элемента устраиваются пазы глубиной и шириной до 0,1h высоты сечения, в месте расположения пазов, на заданной базе, на специальных штагах, жестко соединенных с арматурным стержнем, устанавливаются симметричные с двух сторон механические индикаторы, с помощью которых замеряют амплитуду колебаний арматурного стержня после внезапного разрушения хрупкого компонента, определяют время и частоту амплитудных колебаний арматуры.