Способ статического испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца Российский патент 2024 года по МПК G01N3/10 

Описание патента на изобретение RU2820494C1

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области строительства, в частности к испытаниям по установлению прочности материалов и конструкций, и применимо для испытаний нагружением стенового кольца смотрового колодца, при оценке его прочности и трещиностойкости.

Уровень техники

Известен способ статического испытания балочной конструкции, в котором испытания проводят на сборно-разборном стенде, в качестве нагружающего устройства используют стационарный гидравлический пресс, а для передачи нагрузки на испытуемую конструкцию используют систему катков с уложенными на них пластинами. На приопорных участках испытуемую конструкцию соединяют с опорной конструкцией с помощью жестких хомутов-тяжей. Патент 2351910 RU, МПК GO1N3/10. Экспериментальная установка для испытания балочных конструкций /Колчунов В.И., Скобелева Е.А., заяв. ОрелГТУ: 13.11.07, опубликовано 10.04.09.Бюл.№ 10/ [1] - прототип.

Недостатком этого способа являются сложность проведения испытаний нагружением строительной конструкции, несоответствие нагрузок, прилагаемых на испытуемый образец, нагрузкам, возникающим при действительной работе строительной конструкции, а также сложность и материалоемкость нагружающей платформы; сложность системы передачи нагрузки на испытуемую конструкцию; сложность и материалоемкость изготовления системы катков и укладываемых на них опорных пластин.

Раскрытие сущности изобретения

Сущность изобретения заключается в обеспечении возможности проведения испытания стенового кольца смотрового колодца в лабораторных условиях, в отсутствии силового пола, нагружением как в горизонтальном, так и вертикальном положении испытуемого образца на компактной, легкой, автономной установке с повышенной надежностью работы силового механизма, металлических тяжей и сниженной материалоемкостью элементов установки,с упрощенной системой передачи нагрузки на испытуемый образец и максимальным приближением испытательной нагрузки к реальным нагрузкам, возникающим при действительной работе стенового кольца смотрового колодца.

Технический результат - повышение достоверности результатов испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца, максимальное приближение нагрузки и условий испытания к реальным, возникающим при действительной работе стенового кольца смотрового колодца, сокращение времени и трудозатрат на проведение испытаний нагружением стенового кольца смотрового колодца при оценке его прочности и трещиностойкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе статического испытания нагружением железобетонной строительной конструкции, включающем установку и фиксацию испытуемой конструкции на сборно-разборном стенде, закрепление упорных и опорных траверс на конструкции и тензодатчиков, передачу нагрузки от грузового домкрата на конструкцию, определение величины нагрузки, выбор конструктивной схемы испытания, определение схемы приложения испытательной нагрузки, определение максимального усилия грузового домкрата, назначение условий опирания испытуемой конструкции на сборно-разборном стенде, особенность заключается в том, что в качестве испытуемой конструкции принимают стеновое кольцо смотрового колодца, упорные и опорные распределительные траверсы изготавливают составными металлодеревянными из стальных брусьев двутаврового профиля и прикрепленного к нему отрезка тонкостенного швеллера, длиной равной высоте испытуемого стенового кольца; в паз тонкостенного швеллера плотно устанавливают деревянный брус с резиновой прокладкой на его выступающей части, расположенной в плоскости опирания на поверхность испытуемого стенового кольца, а сборно-разборный стенд снабжают нагружающим устройством, выполненным в виде горизонтальной силовой рамы, в элементы которой включены упорная и опорная стальные балки и металлические тяжи, оборудованные натяжными и упорными гайками, также пружинными шайбами для фиксации положения испытуемого стенового кольца; металлические тяжи силовой рамы выполняют в виде закрепленных стальных стержней площадью поперечного сечения, принятой по расчету на прочность при растяжении; упорную стальную балку силовой рамы изготавливают составной, содержащей основание в виде тонкостенного швеллера с ребрами жесткости и усилительный элемент в виде отрезка двутаврового профиля соединенного с основанием на сварке; в паз швеллера основания, посредине длины упорной стальной балки силовой рамы, устанавливают грузовой домкрат и его корпус наглухо закрепляют по месту установочными винтами, шток грузового домкрата при этом упирается в полку двутавра упорной распределительной траверсы; при этом стеновое кольцо смотрового колодца устанавливают в рабочее положение вертикально или горизонтально между опорными столиками, которые расположены параллельно относительно друг друга и предназначены для элементов силовой рамы, в основном сечении стенового кольца устанавливают тензодатчики и нагружают сосредоточенной силой, прилагаемой на упорную траверсу посередине ее длины; определяют геометрические характеристики элементов силовой рамы и упорной траверсы по результатам расчета на прочность сечений элементов силовой рамы и упорной траверсы; испытательную нагрузку принимают в виде сосредоточенной силы и прикладывают ее по середине длины упорной траверсы с упругим опиранием на бетонную поверхность стенового кольца; величину испытательной нагрузки принимают равной контрольной разрушающей нагрузке по прочности или контрольной нагрузке по ширине раскрытия трещин; максимальное усилие грузового домкрата на силовую раму испытательной установки Nmax, кН, определяют по уравнению:

,

где - толщина стенового кольца, мм; - расчетное сопротивление бетона и арматуры на сжатие [3], МПа; - площадь сечения всей рабочей арматуры, мм2;

- рабочая площадь сечения сжатого бетона, вычисляемая по уравнению:

,

где - толщина и высота стенового кольца, мм.

Геометрические характеристики элементов упорной и опорной стальной балки составной силовой рамы, воспринимающей испытательную нагрузку от грузового домкрата, после ее компоновки и подбора составного сечения, определяют расчетом на прочность и устойчивость согласно [4].

Геометрические характеристики упорной распределительной траверсы, воспринимающей испытательную нагрузку от грузового домкрата, определяют по результатам расчета на срез и изгиб двутавра упорной распределительной траверсы, как бесконечной двухсторонней балки на упругом основании с сосредоточением нагрузки по середине длины [4].

Диаметр металлического тяжа , мм, силовой рамы определяют расчетом на осевое растяжение по уравнению:

;

где - продольная сила, воспринимаемая тяжем, кН;

- сопротивление болтовой стали растяжению, МПа;

- коэффициенты условий работы и надежности по материалу; - иррациональное число.

Ширину деревянного бруса , мм, металлодеревянной траверсы вычисляют по уравнению:

;

где - максимальное усилие от грузового домкрата, кН;

- длина деревянного бруска, мм; - сопротивление бетона стенового кольца сжатию, МПа;

, где - сопротивление бетона на сжатие, МПа.

Металлические тяжи силовой рамы, диаметр которых определён расчетом на осевое растяжение, выполнены из круглой болтовой стали.

Измерение давления в оттарированном грузовом домкрате осуществляют техническим манометром класса точности .

Для проверки прочности упорной стальной балки составной силовой рамы при изгибе, требуемый момент стальной балки , см3 вычисляют по уравнению:

где - усилие от смежной пары металлических тяжей, кН; - расстояние между спаренными тяжами в плане, мм; - расчетное сопротивление прокатной стали, Н/мм2; - коэффициент условий работы стали.

Линейную характеристику жесткости металлодеревянной траверсы , м, вычисляют по уравнению: ;

где - модуль деформации бетона стенового колодца, МПа;

- момент инерции стального бруска траверсы, см4; - ширина деревянного бруса траверсы, см; - коэффициент постели для бетона стенового кольца.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 и 2 изображена установка для испытания нагружением стенового кольца; А-А- разрез установки; Б-Б - вид сверху: 1 - стеновое кольцо; 2 - деревянный брус; 3 - резиновая прокладка; 4 - упорная распределительная траверса; 5 - грузовой домкрат; 6 - опорная распределительная траверса; 7 - упорная стальная балка силовой рамы; 8 - опорная стальная балка силовой рамы; 9 - металлические тяжи, оборудованные натяжными гайками -10, упорными гайками - 11 с пружинными шайбами; 12 - ребра жесткости балки - ограничители размещения грузового домкрата и распределительной траверсы с установочными винтами; 13 - установочные винты; 14 - опорные столики; Р - усилие от грузового домкрата, кН; P1 - усилие отпора опорной распределительной траверсы, кН; H - высота стенового кольца; dек - наружный диаметр стенового кольца, мм.

На фиг. 3 и 4 изображена схема силовой рамы испытательной установки; сечение В-В - вид сверху; сечение Г-Г - вид сбоку: 7 - упорная стальная балка силовой рамы; 8 - опорная стальная балка силовой рамы; 9 - металлический тяж; натяжные гайки - 10, упорные гайки – 11 с пружинными шайбами; 15- сварные швы; Р - усилие от грузового домкрата, kH; Nb - усилие растяжения в тяже, kH.

На фиг. 5 и 6 изображено место установки упорной распределительной траверсы на стеновое кольцо: Д-Д - продольный разрез; Е-Е - поперечный разрез:1 - стеновое кольцо; 2 - деревянный бруск; 3 - резиновая прокладка; 4 - упорная распределительная траверса; 15 - сварные швы; P - усилие от грузового домкрата, кН; bт - ширина полки двутавра упорной стальной балки силовой рамы.

На фиг. 7 и 8 показана схема для определения максимального усилия грузового домкрата на силовую раму испытательной установки: Б-Б - поперечный разрез; А-А - продольный разрез: 1 - стеновое кольцо; 7 - упорная стальная балка силовой рамы; P1 - усилие отпора опорной распределительной траверсы, кН; - толщина и высота стенового кольца, мм; dек - наружный диаметр стенового кольца, мм; - площадь сечения всей рабочей арматуры, мм2; - усилие от грузового домкрата, кН; O - точка приложения нагрузки на траверсу.

Осуществление изобретения

Пример 1. Дано: упорная стальная балка силовой рамы выполнена составной; основание в виде отрезка швеллера , принято из условий размещения в его пазу грузового домкрата (ширина домкрата 400 мм), грузоподъемностью 1000 кН (100 тс); усилительный элемент в виде отрезка двутавра; концы оснований составной балки оборудованы отверстиями для пропуска двух пар металлический тяжей; расстояние между парами тяжей в плане принимают не менее величины наружного диаметра испытуемого стенового кольца усилие от грузового домкрата в каждой паре металлических тяжей равно , для изготовления составной балки силовой рамы принимают сталь C235 с расчетным сопротивлением проката ; коэффициент условий работы .

Требуется подобрать сечение элементов составной стальной балки силовой рамы и проверить ее прочность.

Расчет: 1)Требуемый момент сопротивления составной стальной балки вычисляют по уравнению (5):

,

где - усилие от смежной пары металлических тяжей, кН;

- расстояние между спаренными тяжами в плане, мм; - расчетное сопротивление прокатной стали, Н/мм2; - коэффициент условий работы стали.

2) Требуемый момент сопротивления двутаврового бруса для составной стальной балки силовой рамы равен:

;

- требуемый момент сопротивления составной стальной балки, см3; - момент сопротивления швеллера для составной стальной балки силовой рамы, см3.

3) По сортаменту подбирают усилительный элемент в виде короткого отрезка двутавра .

Пример 2. Дано: стеновые железобетонные кольца высотой , толщина =80 мм, бетон класса B15, МПа; арматура класса А240, МПа, площадь сечения мм (мм2); схема расчета короткого центрально сжатого железобетонного элемента прямоугольного сечения с симметричной арматурой (см. фиг. 6).

Требуется определить максимальное усилие грузового домкрата на силовую раму испытательной установки , кН.

Расчет: 1) Площадь сечения всей рабочей арматуры вычисляют по условию мм2

2) Площадь сечения сжатого бетона , вычисляют по условию (2):

мм2,

где - толщина и высота стенового кольца, мм.

3) Максимальное усилие грузового домкрата , кН, вычисляют по уравнению (1):

где - толщина стенового кольца, мм; - расчетное сопротивление бетона и арматуры на сжатие, МПа; - площадь сечения всей рабочей арматуры, мм2; - рабочая площадь сечения сжатого бетона.

Пример 3. Дано: на металлический тяж действует продольная сила сталь класса 4.8, расчетное сопротивление растяжению ; коэффициент условий работы , коэффициент надежности по материалу .

Требуется определить диаметр круглого металлического тяжа - , мм.

Расчет: Требуемый диаметр металлического тяжа вычисляют по уравнению (3):

(принято в проекте ).

Установка для статического испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца включает в себя: деревянные бруски - 2, резиновые прокладки - 3, упорную распределительную траверсу - 4, грузовой домкрат - 5, опорную распределительную траверсу - 6, упорную стальную балку силовой рамы - 7 и опорную стальную балку силовой рамы - 8, металлические тяжи - 9 с нарезкой резьбы на концах, натяжные гайки - 10 и упорные гайки - 11 с пружинными шайбами для фиксации положения стенового кольца, ребра жесткости балки - 12 силовой рамы, установочные винты - 13, опорные столики - 14; сварной шов - 15 соединяет элементы упорной распределительной траверсы - 4.

Установку для испытания нагружением стенового кольца приводят в рабочее состояние следующим образом: сначала устанавливают опорные столики - 14 высотой, подбираемой в зависимости от размеров профилей упорной стальной балки силовой рамы - 7 и опорной стальной балки силовой рамы - 8 таким образом, чтобы последние располагались в середине конструкции стенового кольца при его вертикальном расположении во время проведения испытания; при расположении стенового кольца во время испытания в горизонтальном положении опорные столики выполняются таких размеров, чтобы можно было установить и закрепить в проектном положении упорную распределительную траверсу - 4 и опорную распределительную траверсу - 6;затем на них укладывают элементы силовой рамы, устанавливают упорную стальную балку силовой рамы - 7, опорную стальную балку силовой рамы - 8 и распределительные траверсы: упорную распределительную траверсу - 4 и опорную распределительную траверсу - 6; затем в пазы швеллера упорной стальной балки силовой рамы - 7 устанавливают грузовой домкрат - 5 и закрепляют по месту установочными винтами - 13; закрепляют упорными гайками - 11и натяжными гайками - 10 с пружинными шайбами на основания упорной стальной балки силовой рамы - 7 и опорной стальной балки силовой рамы - 8, пропуская через отверстия, проделанные в них, металлические тяжи - 9.

Рабочее место для испытания стенового кольца -1 представляет собой выровненную горизонтальную площадку или бетонный пол, на который устанавливают стеновое кольцо - 1, по бокам стенового кольца устанавливают опорные столики - 14 для силовой рамы и измерительных приборов; на опорном столике - 14 собирают детали силовой рамы; в паз швеллера в середине пролета упорной стальной балки силовой рамы - 7 устанавливают грузовой домкрат - 5 (800÷1000кН); величина прилагаемой нагрузки измеряется манометром; домкрат располагают между упорной стальной балкой силовой рамы - 7 и составной упорной распределительной траверсой - 4.

Для измерения деформаций при испытании на поверхности стенового кольца могут быть наклеены тензодатчики. Если целью испытания является только определение предельного усилия, то тензодатчики не используются.

В качестве испытательной нагрузки принимают усилие (Р, кН), создаваемое грузовым домкратом - 5; усилие от грузового домкрата Р, кН, на стеновое кольцо - 1 передается через упорную стальную балку силовой рамы - 7 и упорную распределительную траверсу - 4; грузовым домкратом распирают с заданным усилием упорную стальную балку силовой рамы - 7 и упорную распределительную траверсу - 4, которую располагают перпендикулярно на боковую поверхность стенового кольца - 1 по заданной схеме его испытания, металлические тяжи - 9 соединяют между собой упорную стальную балку силовой рамы - 7 и опорную стальную балку силовой рамы - 8, равномерно распределяя нагрузку от грузового домкрата - 5.

Стеновое кольцо устанавливают на площадку или пол помещения в вертикальном положении, то есть в его рабочем положении при эксплуатации. Испытательную нагрузку прикладывают в горизонтальном положении силовой рамы, собственную массу стенового кольца в величину испытательной нагрузки не включают. На испытуемое стеновое кольцо прикладывают нагрузку, регулируя ее по величине и скорости нагружения; прочностные параметры испытуемого стенового кольца измеряют в заданном интервале времени. При необходимости с помощью тензодатчиков измеряются деформации при испытании.

При реализации способа статического испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца при расположении его в горизонтальном положении существует несколько отличий от способа с его размещением при испытании в вертикальном положении:

1. Стеновое кольцо устанавливают на площадку или пол помещения в горизонтальном положении.

2. Отсутствует необходимость в опорных столиках - 14. Они не применяются, либо используются для расположения на них стенового кольца с целью обеспечения беспрепятственного перемещения упорной стальной балки силовой рамы - 7 и опорной стальной балки силовой рамы -8.

3. Для возможности беспрепятственного перемещения упорной стальной балки силовой рамы - 7 и опорной стальной балки силовой рамы - 8 в конструкции пола или площадки, на которых размещается стеновое кольцо, должны быть предусмотрены технологические отверстия. Второй вариант - стеновое кольцо должно располагаться на подставках, высота которых обеспечивает беспрепятственное перемещение упорной стальной балки силовой рамы - 7 и опорной стальной балки силовой рамы - 8.

Использование предложенного способа статического испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца позволяет повысить достоверность результатов испытания за счет применения оттарированного грузового домкрата, измерения давления техническим манометром класса точности , установки тензодатчиков в основном сечении стенового кольца; максимально приблизить нагрузки и условия испытания к реальным, возникающим при действительной работе стенового кольца смотрового колодца и сократить время и трудозатраты на проведение испытаний за счет простоты конструкций установки для испытаний, возможности её быстрой сборки-разборки, возможности провести испытания в отсутствии силового пола.

Источники информации

1. Патент 2351910, G 01 N 3/10. Экспериментальная установка для испытания балочных конструкция / Колчунов В.И., Скобелева Е.А., заяв. Орел ГТУ: 13.11.07, опубликовано 10.04.09.Бюл. №10.

2. ГОСТ 8020-2016.Конструкции бетонные и железобетонные для колодцев канализационных сетей (п.7. Методы испытания и контроля. Приложение В).

3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительно напряженной арматуры (к СП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. - М.: ОАО ЦНИИПромзданий. - 2005. - 214 с.

4. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиПII-23-81* (с Поправкой, с Изменением №1). - М.: Минстрой России, 2019. - 145 с.

Похожие патенты RU2820494C1

название год авторы номер документа
Установка для испытания нагружением стенового кольца 2023
  • Ильин Николай Алексеевич
  • Панфилов Денис Александрович
  • Заславский Евгений Михайлович
  • Сапожников Сергей Павлович
  • Васючкин Герман Романович
RU2814454C1
Устройство для восстановления проектного положения наружной стеновой панели чердака крупнопанельного здания 2021
  • Петухов Аркадий Александрович
  • Матвеев Андрей Вадимович
  • Гончаров Максим Евгеньевич
  • Пермяков Виктор Леонидович
  • Папин Иван Владимирович
RU2758824C1
Способ испытания трехслойных наружных стен (варианты) 2021
  • Ищук Михаил Карпович
  • Айзятуллин Халит Алиевич
RU2770504C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2013
  • Мурашкин Геннадий Васильевич
  • Мурашкин Василий Геннадьевич
  • Анпилов Сергей Михайлович
RU2527263C1
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2013
  • Анпилов Сергей Михайлович
  • Ерышев Валерий Алексеевич
  • Рыжков Андрей Сергеевич
  • Мурашкин Василий Геннадьевич
  • Латышева Екатерина Валерьевна
  • Тошин Дмитрий Сергеевич
RU2530470C2
МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ШТАМПОВ И СВАЙ 2019
  • Паронко Александр Александрович
  • Зазуля Юрий Владимирович
  • Самохвалов Михаил Александрович
  • Гейдт Андрей Владимирович
  • Матюков Андрей Анатольевич
RU2713019C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА СОВМЕСТНОЕ КРАТКОВРЕМЕННОЕ ДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗГИБАЮЩЕГО И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТОВ 2014
  • Родевич Виктор Викторович
  • Однокопылов Георгий Иванович
  • Арзамасцев Сергей Александрович
RU2570231C1
СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ОПОРНОГО УЗЛА БАЛОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ 1997
  • Ильин Н.А.
RU2132433C1
Установка для статических испытаний свай 1988
  • Дзагов Алик Мухтарович
  • Аникин Вадим Алексеевич
SU1638257A1
СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАДИЕНТА ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ НАГРУЖЕННОГО И КОРРОДИРУЮЩЕГО БЕТОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2011
  • Клюева Наталия Витальевна
  • Дорофеев Алексей Анатольевич
RU2473878C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 820 494 C1

Реферат патента 2024 года Способ статического испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца

Изобретение относится к области строительства. Сущность: в качестве испытуемой конструкции принимают стеновое кольцо смотрового колодца, упорные и опорные распределительные траверсы изготавливают составными, металлодеревянными из стальных брусьев двутаврового профиля и прикрепленного к нему отрезка тонкостенного швеллера. Стенд снабжают нагружающим устройством, выполненным в виде горизонтальной силовой рамы, в элементы которой включены упорная и опорная стальные балки и металлические тяжи, оборудованные натяжными и упорными гайками, также пружинными шайбами для фиксации положения испытуемого стенового кольца. В паз швеллера основания, посередине длины упорной стальной балки силовой рамы, устанавливают грузовой домкрат. Шток грузового домкрата упирается в полку двутавра упорной распределительной траверсы. В основном сечении стенового кольца устанавливают тензодатчики и нагружают сосредоточенной силой, прилагаемой на упорную траверсу посередине ее длины. Испытательную нагрузку принимают в виде сосредоточенной силы и прикладывают ее по середине длины упорной траверсы с упругим опиранием на бетонную поверхность стенового кольца. Величину испытательной нагрузки принимают равной контрольной разрушающей нагрузке по прочности или контрольной нагрузке по ширине раскрытия трещин, а максимальное усилие грузового домкрата на силовую раму испытательной установки определяют по уравнению. Технический результат: повышение достоверности результатов испытания нагружением стенового кольца смотрового колодца, максимальное приближение нагрузки и условий испытания к реальным, возникающим при действительной работе стенового кольца смотрового колодца, сокращение времени и трудозатрат на проведение испытаний нагружением стенового кольца смотрового колодца при оценке его прочности и трещиностойкости. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула изобретения RU 2 820 494 C1

1. Способ статического испытания нагружением железобетонной строительной конструкции, включающий установку и фиксацию испытуемой конструкции на сборно-разборном стенде, закрепление упорных и опорных траверс на конструкции и тензодатчиков, передачу нагрузки от грузового домкрата на конструкцию, определение величины нагрузки, выбор конструктивной схемы испытания, определение схемы приложения испытательной нагрузки, определение максимального усилия грузового домкрата, назначение условий опирания испытуемой конструкции на сборно-разборном стенде, отличающийся тем, что в качестве испытуемой конструкции принимают стеновое кольцо смотрового колодца, упорные и опорные распределительные траверсы изготавливают составными, металлодеревянными из стальных брусьев двутаврового профиля и прикрепленного к нему отрезка тонкостенного швеллера, длиной, равной высоте испытуемого стенового кольца; в паз тонкостенного швеллера плотно устанавливают деревянный брус с резиновой прокладкой на его выступающей части, расположенной в плоскости опирания на поверхность испытуемого стенового кольца, а сборно-разборный стенд снабжают нагружающим устройством, выполненным в виде горизонтальной силовой рамы, в элементы которой включены упорная и опорная стальные балки и металлические тяжи, оборудованные натяжными и упорными гайками, также пружинными шайбами для фиксации положения испытуемого стенового кольца; металлические тяжи силовой рамы выполняют в виде закрепленных стальных стержней площадью поперечного сечения, принятой по расчету на прочность при растяжении; упорную стальную балку силовой рамы изготавливают составной, содержащей основание в виде тонкостенного швеллера с ребрами жесткости и усилительный элемент в виде отрезка двутаврового профиля, соединенного с основанием на сварке; в паз швеллера основания, посередине длины упорной стальной балки силовой рамы, устанавливают грузовой домкрат и его корпус наглухо закрепляют по месту установочными винтами, шток грузового домкрата при этом упирается в полку двутавра упорной распределительной траверсы; при этом стеновое кольцо смотрового колодца устанавливают в рабочее положение вертикально или горизонтально между опорными столиками, которые расположены параллельно относительно друг друга и предназначены для элементов силовой рамы; в основном сечении стенового кольца устанавливают тензодатчики и нагружают сосредоточенной силой, прилагаемой на упорную траверсу посередине ее длины; определяют геометрические характеристики элементов силовой рамы и упорной траверсы по результатам расчета на прочность сечений элементов силовой рамы и упорной траверсы; испытательную нагрузку принимают в виде сосредоточенной силы и прикладывают ее посередине длины упорной траверсы с упругим опиранием на бетонную поверхность стенового кольца; величину испытательной нагрузки принимают равной контрольной разрушающей нагрузке по прочности или контрольной нагрузке по ширине раскрытия трещин; максимальное усилие грузового домкрата на силовую раму испытательной установки Nmax, кН, определяют по уравнению:

,

где - толщина стенового кольца, мм; - расчетное сопротивление бетона арматуры на сжатие, МПа; - площадь сечения всей рабочей арматуры, мм2;

- рабочая площадь сечения сжатого бетона, вычисляемая по уравнению:

,

где - толщина и высота стенового кольца, мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что геометрические характеристики элементов упорной и опорной стальной балки составной силовой рамы, воспринимающей испытательную нагрузку от грузового домкрата, после ее компоновки и подбора составного сечения, определяют расчетом на прочность и устойчивость.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что геометрические характеристики упорной распределительной траверсы, воспринимающей испытательную нагрузку от грузового домкрата, определяют по результатам расчета на срез и изгиб двутавра упорной распределительной траверсы как бесконечной двухсторонней балки на упругом основании с сосредоточением нагрузки посередине длины.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диаметр металлического тяжа , мм, силовой рамы определяют расчетом на осевое растяжение по уравнению:

;

где - продольная сила, воспринимаемая тяжем, кН;

- сопротивление болтовой стали растяжению, МПа;

- коэффициенты условий работы и надежности по материалу; -иррациональное число.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ширину деревянного бруса , мм, металлодеревянной траверсы вычисляют по уравнению:

;

где - максимальное усилие от грузового домкрата, кН; - длина деревянного бруса, мм; - сопротивление бетона стенового кольца сжатию, МПа;

, где - сопротивление бетона на сжатие, МПа.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлические тяжи силовой рамы, диаметр которых определён расчетом на осевое растяжение, выполнены из круглой болтовой стали.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерение давления в оттарированном грузовом домкрате осуществляют техническим манометром класса точности .

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для проверки прочности упорной стальной балки составной силовой рамы при изгибе, требуемый момент стальной балки , см3 вычисляют по уравнению:

где - усилие от смежной пары металлических тяжей, кН; - расстояние между спаренными тяжами в плане, мм; - расчетное сопротивление прокатной стали, Н/мм2; - коэффициент условий работы стали.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что линейную характеристику жесткости металлодеревянной траверсы , м, вычисляют по уравнению: ;

где - модуль деформации бетона стенового колодца, МПа;

- момент инерции стального бруска траверсы, см4; - ширина деревянного бруса траверсы, см; - коэффициент постели для бетона стенового кольца.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2820494C1

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2013
  • Анпилов Сергей Михайлович
  • Ерышев Валерий Алексеевич
  • Рыжков Андрей Сергеевич
  • Мурашкин Василий Геннадьевич
  • Латышева Екатерина Валерьевна
  • Тошин Дмитрий Сергеевич
RU2530470C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2013
  • Мурашкин Геннадий Васильевич
  • Мурашкин Василий Геннадьевич
  • Анпилов Сергей Михайлович
RU2527263C1
Стенд для испытания балок на прочность 1987
  • Лучко Иосиф Иосифович
  • Иваницкий Ярослав Лаврентьевич
  • Белый Иван Павлович
SU1506330A1
CN 107356477 B, 11.06.2019.

RU 2 820 494 C1

Авторы

Ильин Николай Алексеевич

Мордовский Сергей Сергеевич

Даты

2024-06-04Публикация

2023-09-21Подача