КОМПЛЕКС ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ИЗГИБ С КРУЧЕНИЕМ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ДЛИТЕЛЬНОМ И КРАТКОВРЕМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ Российский патент 2023 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб и кручение при статическом длительном и кратковременном возведении.

Известна установка для испытаний на изгиб с кручением стержневых образцов [Патент RU на изобретение №2406992, опубликовано 20.12.2010, бюл. №35], включающая опорную раму, оголовники с противоположно направленными вылетами, закрепляемые на испытуемом образце, и средство нагружения.

Недостаток известной установки заключается в проблематичности исследования влияния кручения ввиду переменного значения изгибающего момента по длине образца и наложения внутренних усилий.

Наиболее близким к заявленному техническому решению, принятому за прототип, является испытательный стенд, используемый при осуществлении «Способа испытания строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом и кратковременном длительном воздействии» [Патент RU на изобретение №2578662, опубликовано 27.03.2016, бюл. №9], включающий опорную раму, оголовники с противоположно направленными вылетами, закрепляемые на испытуемом образце в заданных местах, и средство нагружения, передающее нагрузку через распределительную траверсу на оголовники.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: опорная рама, оголовники с противоположно направленными вылетами, закрепляемые на испытуемом образце в заданных местах, и средство нагружения, передающее нагрузку через распределительную траверсу на оголовники.

Недостатком данного способа является ограничение функциональных возможностей, что связано с отсутствием возможности проверки учета релаксации напряжений в образце, происходящих в течение длительного периода времени.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей за счет получения достоверных данных о предельных нагрузках и характере напряженно-деформированного состояния конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии.

Это достигается тем, что комплекс для испытаний строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии, включает опорную раму, оголовники с противоположно направленными вылетами, закрепляемые на испытуемом образце в заданных местах, и средство нагружения, передающее нагрузку через распределительную траверсу на оголовники. В предложенном решении опорная рама, содержащая основание и соединительные балки, оснащена противоположно и соосно расположенными на основании сферическими опорами, при этом на соединительных балках под вылетами оголовников жестко закреплены подвижные анкерные накладки, связанные с оголовниками крепежными элементами, а вертикальная стойка, жестко закрепленная на соединительных балках, снабжена в верхней части поперечной траверсой, контактирующей через средство нагружения с распределительной траверсой.

Для создания длительного нагружения испытуемого образца после достижения требуемой неизменной нагрузки происходит фиксация напряженно-деформированного состояния в испытуемом образце посредством крепежных элементов, связывающих подвижные анкерные накладки с оголовниками.

Сферическая опора позволяет сохранить в приопорных зонах испытуемого образца вертикальные линейные реакции и ликвидировать угловые связи, позволяя поперечному сечению образца получать угол поворота относительно продольной оси.

Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого решения обеспечит расширение функциональной возможности за счет получения достоверных данных о предельных нагрузках и характере напряженно-деформированного состояния концентраций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии.

Изобретение поясняется чертежом, где на фигуре изображен общий вид комплекса для испытаний строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии.

Опорная рама представлена основанием 1 и соединительными балками 2, связанными между собой угловыми накладками 3. Опорная рама оснащена противоположно и соосно расположенными на основании 1 сферическими опорами 4. Вертикальные стойки 5, жестко закрепленные на соединительных балках 2 посредством соединительных накладок 6, снабжены в верхней части поперечной траверсой 7 при помощи, например, резьбовых фланцев 8.

На сферические опоры 4 установлен испытуемый образец 9, на котором в заданных местах, определенных с учетом размера испытуемого образца, установлены и закреплены оголовники 10 с противоположно направленными вылетами при помощи, например, болтов 11.

На соединительных балках 2 под вылетами оголовников 10 жестко закреплены подвижные анкерные накладки 12, связанные с оголовниками 10 крепежными элементами, например, болтами 13. При изменении размера образца подвижные анкерные накладки 12 перемещаются под вылеты оголовников 10. Распределительная траверса 14 установлена на вылетах оголовников 10 посредством закрепленных на оголовниках проставок 15. Поперечная траверса 7 контактирует с распределительной траверсой 14 через средство нагружения, состоящее из гидравлического домкрата 16 и силомера 17.

Комплекс работает следующим образом.

Основание 1 и соединительные балки 2 соединяются между собой угловыми накладками 3. Испытуемый образец 9 устанавливается на сферические опоры 4, расположенные на основании 1 опорной рамы. На испытуемый образец 9 в заданных местах, определенных с учетом размера испытуемого образца 9, закрепляются оголовники 10 с противоположно направленными вылетами при помощи крепежных элементов, например, болтов 11. Под вылетами оголовников 10 на соединительных балках 2 закрепляются подвижные анкерные накладки 12, связанные крепежными элементами, например, болтами 13 с оголовниками 10.

Вертикальные стойки 5 жестко закрепляются на соединительных балках 2 посредством соединительных накладок 6. Поперечная траверса 7 закрепляется в верхней части вертикальных стоек 5 при помощи, например, резьбовых фланцев 8. Распределительная траверса 14 устанавливается на вылеты оголовников 10 посредством закрепленных на оголовниках 10 проставок 15.

За счет работы гидравлического домкрата 16, упирающегося в поперечную траверсу 7, осуществляется нагружение испытуемого образца 9, передаваемое через распределительную траверсу 14 на оголовники 10. Нагружение, передаваемое от гидравлического домкрата 16 на вылеты оголовников 10, создает в испытуемом образце 9 усилия изгиба с кручением за счет установки его на сферических опорах 4 и измеряется при помощи силомера 17.

Так как длительная эксплуатация гидравлического домкрата 16 в состоянии нагрузки невозможна, для испытания при длительном воздействии необходимо довести нагрузку в испытуемом образце 9 до предварительно рассчитанной, с учетом размеров и материала испытуемого образца 9, например, 0,5 от разрушающей, определенной при испытаниях при кратковременном воздействии. Затем, для создания длительного нагружения испытуемого образца 9 после достижения требуемой неизменной нагрузки, с учетом размеров и материала испытуемого образца 9, например, 0,5 от разрушающей, определенной при испытаниях при кратковременном воздействии, производится фиксация деформированного испытуемого образца 9 посредством крепежных элементов, например, болтов 13, связывающих подвижные анкерные накладки 12 с оголовниками 10. После чего разгружается гидравлический домкрат 16, деформированный испытуемый образец 9 фиксируется на продолжительное время, например, на 24 часа.

Затем, для возобновления нагружения, необходимо включить в работу гидравлический домкрат 16, нагрузить деформированный испытуемый образец 9 до ранее доведенной гидравлическим домкратом 16 нагрузки, с учетом размеров и материала испытуемого образца 9, например, 0,5 от разрушающей, определенной при испытаниях при кратковременном воздействии. После чего крепежные элементы, например, болты 13 разгружаются. Последующее нагружение, передаваемое от гидравлического домкрата 16 на испытуемый образец 9, продолжается до полного разрушения испытуемого образца 8.

Таким образом, конструкция предложенного комплекса для испытаний строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии позволяет создавать длительное нагружение испытуемого образца после достижения требуемой неизменной нагрузки, фиксировать напряженно-деформированного состояния в испытуемом образце посредством крепежных элементов, связывающих подвижные анкерные накладки с оголовниками, и сохранить при этом в приопорных зонах испытуемого образца вертикальные линейные реакции, позволяя поперечному сечению образца получать угол поворота относительно продольной оси посредством сферических опор. За счет этого будет решена задача получения достоверных данных о предельных нагрузках и характере напряженно-деформированного состояния конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб и кручение при статическом длительном и кратковременном возведении. Комплекс для испытаний строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии включает опорную раму, оголовники 10 с противоположно направленными вылетами, закрепляемые на испытуемом образце 9 в заданных местах, и средство нагружения, передающее нагрузку через распределительную траверсу 14 на оголовники 10. В предложенном решении опорная рама, содержащая основание 1 и соединительные балки 2, оснащена противоположно и соосно расположенными на основании сферическими опорами 4, при этом на соединительных балках 2 под вылетами оголовников 10 жестко закреплены подвижные анкерные накладки 12, связанные с оголовниками 10 крепежными элементами 13, а вертикальная стойка 5, жестко закрепленная на соединительных балках 2, снабжена в верхней части поперечной траверсой 7, контактирующей через средство нагружения с распределительной траверсой 14. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет получения достоверных данных о предельных нагрузках и характере напряженно-деформированного состояния конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии. 1 ил.

Комплекс для испытаний строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом длительном и кратковременном воздействии, включающий опорную раму, оголовники с противоположно направленными вылетами, закрепляемые на испытуемом образце в заданных местах, и средство нагружения, передающее нагрузку через распределительную траверсу на оголовники, отличающийся тем, что опорная рама, содержащая основание и соединительные балки, оснащена противоположно и соосно расположенными на основании сферическими опорами, при этом на соединительных балках под вылетами оголовников жестко закреплены подвижные анкерные накладки, связанные с оголовниками крепежными элементами, а вертикальные стойки, жестко закрепленные на соединительных балках, снабжены в верхней части поперечной траверсой, контактирующей через средство нагружения с распределительной траверсой.