Стенд для моделирования работы основания строительных конструкций Советский патент 1984 года по МПК G01M19/00 

00

4 Изобретение относится к строител ству, в частности, к испытаниям стро ительных конструкций при их взаимодействии с моделями оснований. Известен стенд для моделирования работы основания строительных конст рукций, включающий опорную раму, мо дель сооружения, модель основания с упругими элементами и измерительные приспособления Cl. Недостаток известного стенда заключается в том, что он не обеспечивает моделирование неравномерньах деформаций основания, например, от горных выработок. Наиболее близким к изобретению техническим решением является стенд для моделирования работы основания строительных конструкций, включающий станину с опорами, модель соору жения и измерительные приспособления 2. Недостатком этого стенда является ограниченность диапазона исследо ваний, заключающаяся в том, что обе спечивая возможность имитации нерав номерных вертикальных деформаций ос нования и его жесткости при сжатии, он не позволяет имитировать горизон тальные деформации ocнoвaния харак терные, например, для подрабатываемых территорий, и жесткость оснований при сдвиге. Цель изобретения - расширение диапазона исследований. Цель достигается тем, что в- стен де для моделирования работы основани строительных конструкций, включающем станину с опорами, модель сооружения и измерительные приспособления, опоры выполнены в виде кареток, рам и консольных горизонтальных и вертикальных рессор, смонтированных на рамах, причем вертикальные рессоры соединены с моделью сооружения гибкими связями. Кроме -того, рамы установлены на каретках с возможностью регулирования угла наклона. На фиг. 1 показан стенд, общий вид; на фиг. 2 - стенд, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1. Стенд включает станину 1 с опорами, выполненными в виде кареток 2 и рам 3. Каретка 2 фиксируется от поперечных смещений боковыми направляющими 4, охватывающими боковые поверхности станины 1. С боковыми направляющими 4 контактируют упорные винты 5, установленные в. кронштейнах б станины 1. Рама 3 взаимодействует с кареткой 2 при помощи четырех вертикально установленных винтов 7, размещенных в гайках 8, жестко прикрепленных к каретке 2.. К раме 3 прикреплены горизонтальные 9 и вертикальные 10 консольные рессоры. Горизонтальные рессоры 9 располагаются на общей оси 11, удерживаемой кронштейнами 12, которые крепятся на болтах к раме 3. Для регулировки рессор 9 служат установочные винты 13. Вертикальные рессоры 10 крепятся на болтах к внутренней боковой поверхности рамш 3. Модель 14 сооружения взаимодействует с горизонтальными рессорами 9 через стальные шарики 15, установленные в сферические углубления рессор 9, а с вертикальными рессорами 10 .через гибкие связи 16, прикрепляемые к рессорам 10 и регулировочными винтам 17. Для замера деформаций к6н- сольных рессор 9 и 10 они снабжены датчиками 18 деформаций. Размеры консольных рессор 9 и 10 определ5потся из условий подобия моделируемому основанию при сжатии (для горизонтальных рессор 9 1и сдвиге для вертикальных рессор 10 . Стен для моделирования работы основания работает следующим образом. Перед началом исследований производится тарировка каждой консольной рессоры и определяются зависимости 5 f(P) и S f(T) соответственно для горизонтальных рессор 9 и вертикальных рессор 10. Модель 14 сооружения устанавливается на стальные шарики 15, расположенные в сферических углублениях рессор 9, предварительно выведенных в горизонтальное положение установочными винтами 13, и соединяется с вертикальными рессорами 10 гибкими связйми 16, которые включают в работу регулировочными винтами 17. Заданные неравномерные вертикальные деформации модели основания строительной конструкции создают вращением винтов 7. При этом четыре винта одной каретки вращают одновременно с тем, чтобы верхняя часть 3 каретки перемещалась поступательно относительно нижней части 2. Завинчивая винты 7 каждойкаретки на разную величину, получают заданные неравномерные оседания модели основания. Заданные наклоны модели создают неравномерным вращением винтов 7 в пределах каретки 2. При этом рама 3наклоняется относительно каретки 2. Таким образом можно получить произвольные наклоны модели основания строительной конструкции. Заданные горизонтальные перемещения модели основания создают путем завинчивания упорных винтов 5, кон1актирук1щих с боковыми направляющими 4каретки 2. При этом в зависимости от вида имитируемых горизонтальных деформаций ( растяжение или ежатие) пару упорных винтов , расположенных по обеим сторонам станины 1 с одной стороны относительно поперечной оси каретки, одновременно завинчивают, а пару упорных винтов 5 с другой стороны относительно поперечной оси каретки -вывинчивают. Перемещая таким образом каретки на заданные расстояния вдоль станины 1, имитируют заданные горизонтальные деформации основания строительной конструкции.

Конструкция стенда позволяет имитировать вертикальные перемещения, . наклоны и горизонтальные деформации основания в различных сочетаниях.

Так как модель 14 сооружения связана с кареткой 2 не жестко, а через консольные рессоры 9 и 10, имитирующие упругие свойства основания при сжатии и сдвиге, то величины перемещений фундаментов модели 14 сооружения не будут равны соответствующим (Величинам перемещений модели основания, т.е. заданным перемещениям каретки 2. Величины перемещений фундаментов модели сооружения будут отличаться от соответствующих величин заданных перемещений каретки 2, а разность между этими величинами будет зависеть от жесткости горизонтальных рессор 9 и вертикальных реесор 10, имитирующих жесткость основания при сжатии и сдвиге.

Так как конструкция стенда предназначена для имит.ации горизонтальных деформаций растяжения или ежатия моделируемого основания, то связи 16 модели 14 сооружения с вертикальными рессорами 10 выполнены гибкими. В зависимости от направления перемещения кареток гибкие связи 16 по одну сторону от фундамента модели 14 будут включаться в работу, по другую - провисать.

При проведении исследований модели 14 по показаниям датчиков 18 деформаций с помощью тарировочных зависимостей (P)HSj{ f(T) определяют вертикальные Р и горизонтальные Т реакции модели деформируемого основания.

Использование стенда позволяет расширить диапазон исследований строительных конструкций.

Благодаря тому, что рессоры смонтированы на рамах 3, установленных на каретках 2, обеспечивается возможность имитации наряду с вертикальными деформациями основания также горизонтальных деформаций и наклонов Так как рессоры установлены на рамах 3 во взаимно перпендикулярных плоскостях, достигается моделирование упругих свойств оснований не только при сжатии, но и сдвиге.За счет применения гибких связей модели сооружения с вертикальными рессорами стенд позволяет имитировать работу упругого основания при горизонтальных деформациях растяжения и сжатия.

Таким образом, стенд обеспечивает моделирование широкого комплекса параметров деформируемого основания. Применение стенда позволит за счет достоверности исследования моделей достигнуть более надежных и экономичных решений строительных конструкций

в

-B

I

I

I

Ц

sifi

p

B-4e

.J

Ч-В

в

в

II

+ -B

B

s

CN(.

B- +

e

SBв

о

e

I

p

В-+

в

+ -B

1

1 Li

3i

B

a-tв

5g

1. СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ОСНОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий станину с опорами, модель сооружения и измерительные приспособления, отличающийся тем, 1то, с целью расширения диапазона исследований, опоры выполнены в виде кареток, рам и консольных гсчризонтальных и вертикальных рессор, смонтированных на рамах, причем вертикальные рессоры соединены с моделью сооружения гибкими связями, 2. Стенд по п. 1, отличаю щ и: и с я ТОЙ,что рамы установлены на каретках с возможностью регулирования угла наклона.