УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ СОСРЕДОТОЧЕННОГО ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА В ПРОЛЕТЕ БАЛКИ Российский патент 2025 года по МПК G01N3/34 

Известна методика испытания балок на сосредоточенные нагрузки с помощью подвешивания грузов [1]. По этой методике испытание балки производится приложением сосредоточенной нагрузки, а не сосредоточенного изгибающего момента. Также известен способ испытания балок на действие сосредоточенного изгибающего момента [2]. Этот способ может применяться только для испытания консольной балки (консольной части балки).

Наиболее близкой по технической сущности является установка для создания сосредоточенной нагрузки с помощью домкратов [3]. Более усовершенствованная методика испытания балки с помощью домкратов используется для ее испытания только на действие сосредоточенной нагрузки.

Поставленная задача решается тем, что сосредоточенный изгибающий момент в пролете балки создается плечом пары сил, создаваемых подвешиванием грузов к стальным тросам. Для подвешивания грузов к нижним концам стальных тросов прикрепляются горизонтальные площадки. Предотвращение перемещения в вертикальном направлении обеспечивается замкнутым хомутом плеча пары сил. Усилие от грузов к замкнутому хомуту плеча пары сил, вызывающему изгибающий момент в балке, передается по парным тросам через вращающиеся шкивы вокруг валов, устроенных в парных металлических консолях рычажной установки.

На фиг. 1 показан стенд устройства для создания сосредоточенного изгибающего момента в пролете балки 1 с помощью рычажной установки 2, состоящей из защемленной металлической стойки, к продольным боковым граням которой приварены парные металлические консоли 3, на концах которых просверлены круглые отверстия для устройства валов 4 со шкивами 5. Устройство выполнено с возможностью создания изгибающего момента в пролете балки с помощью грузов 6 и парных тросов 7, передающих усилие через шкивы к замкнутому хомуту плеча пары сил, устроенному в пролете балки и состоящему из жестких вертикальных металлических стержней 8 и жестких горизонтальных стержней 9, где стержень 8 служит созданию плеча пары сил. На фиг. 2 показан замкнутый хомут плеча пары сил с фрагментами тросов 7, надетых на его горизонтальные стержни 9. Для передачи балочного момента балка опирается по концам на стойки 10 (известными способами опирания).

Для осуществления устройства для создания сосредоточенного изгибающего момента в пролете балки необходимо изготовить следующие элементы: рычажную установку с металлическими парными консолями (можно из 2 швеллеров или уголков замкнутого сечения сплошных стержней, трубчатого сечения и т.д.); вал (из металлических стержней); шкивы; тросы (можно из каната); замкнутый хомут плеча пары сил (из металлических стержней); стойки опирания испытываемой балки (из металлического прокатного профиля). Сборка стенда устройства для создания сосредоточенного изгибающего момента в пролете с помощью рычажной установки производится в следующем порядке. Сначала изготавливаются стойки передачи балочного момента в пролете (с жестким закреплением у опор). Далее изготавливается рычажная установка с привариванием к концевой части ее металлической стойки парных металлических консолей на одинаковых отметках по высоте. При этом левая пара консолей приваривается к металлической стойке под углом 90° к ее продольной оси, а правая пара консолей приваривается с углом наклона к продольной оси стойки. На концах парных металлических консолей просверливаются круглые отверстия и устанавливаются валы со шкивами. После этого рычажная установка закрепляется в основание (в жестком креплении). Затем изготавливается испытываемый образец балки с устроенным замкнутым хомутом, служащим созданию плеча пары сил. Замкнутый хомут плеча пары сил (см. фиг. 2) представляет собой элемент, состоящий из приваренных друг к другу жестких вертикальных и жестких горизонтальных металлических стержней. Причем горизонтальные металлические стержни замкнутого хомута выполнены с консольными окончаниями. В следующую очередь на верх стоек передачи балочного момента укладывается испытываемый образец (известными способами опирания). После чего на консольные окончания жесткого горизонтального стержня замкнутого хомута плеча пары сил надеваются тросы. Тросы перекидываются через шкивы и к ним подвешиваются горизонтальные площадки. На горизонтальные площадки укладываются грузы, создающие сосредоточенный изгибающий момент в пролете.

Для экспериментальной проверки показан стенд устройства для создания сосредоточенного изгибающего момента в пролете с применением рычажной установки (см. фиг. 1).

Применение заявленного устройства для создания сосредоточенного изгибающего момента в пролете балки позволит: определить несущую способность балок на сосредоточенный момент в пролете, обеспечить постоянство действующего момента во времени при деформациях испытываемых элементов.

Литература

1. Аронов Р.И. Испытание сооружений: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1974. - 187 с.

2. Патент RU 264015 С2, 15.01.2018.

3. Обследование и испытание сооружений: Учебник для вузов / О.В. Лужин, А.Б. Злачевский, И.А. Горбунов, В.А. Волохов. М.: Стройиздат, 1987. - 263 с.

Изобретение относится к устройствам для испытания балок. Испытание балки осуществляется с помощью рычажной установки. Рычажная установка выполнена с использованием защемленной металлической стойки, к которой в концевой части приварены парные металлические консоли на одинаковых отметках по высоте. Левая пара консолей приварена к стойке под углом 90° к ее продольной оси, а правая пара консолей приварена с углом наклона к продольной оси стойки. На концах консолей просверлены круглые отверстия для устройства валов со шкивами. Для создания сосредоточенного момента с помощью тросов и грузов испытываемая балка в пролете снабжена замкнутым хомутом, служащим созданию плеча пары сил. Технический результат - обеспечение возможности определить несущую способность балок на сосредоточенный момент в пролете, обеспечить постоянство действующего момента во времени при деформациях испытываемых элементов. 2 ил.

Устройство для создания сосредоточенного изгибающего момента в пролете балки, содержащее рычажную установку, состоящую из защемленной металлической стойки, к продольным боковым граням которой приварены парные металлические консоли, на концах которых просверлены круглые отверстия, в которых установлены валы со шкивами, устройство выполнено с возможностью создания изгибающего момента в пролете балки, опирающейся по концам на стойки, с помощью грузов и парных тросов, передающих усилие через шкивы к замкнутому хомуту плеча пары сил, расположенному в пролете балки и состоящему из жестких вертикальных металлических стержней и жестких горизонтальных стержней, последние из которых выполнены с консольными окончаниями.