Стенд для исследования портальных рам Советский патент 1984 года по МПК G01M5/00 

Изобретение относится к строител ству, в частности к испытаниям стро ительных конструкций Известно устройство для испытани строительных конструкций, включаюгде основание с опорами, раму и нагрузо ное приспособление 11. Недостаток устройства заключаетс в том, что оно не может быть исполь зовано для испытания портальных рам Наиболее близким к предлагаемому является стенд для исследованигх пор тальных рам, включающий основание с опорами, каркас с кронштейнами и ги ревыми подвесами, нагрузочное,,изме | ительные и регистрирующее приспосо йение 2J. Недостатки известного стенда зак лючаются в невысокой эффективности и точности проводимых.на нем исследований из-за невозможности точно определить распределение усилий в опорах при различных сочетаниях нагрузок. Цель изобретения повышенна эффективности и точности исследований : Поставленная цель достигается teM, что в стенде для исследования Портальных piiM, включaющeIvl основани с опорами, каркас с кронштейнами и гиревыми подвесами, нагрузочное, из мерительные .и регистрирующее приспо собления, каркас выполнен в виде внутренней и наружной П-образных стоек, нагрузочное приспособление снабжено эластичными баллонами,уста новленными ил внутренних поверхностях П-образных стоек, а опоры выпол нены в виде дисков, обойм с тензоМетрическими балочками и фиксаторами и патрубка с тензометрическими датчиками и фиксаторами, при этом диски взаимодействуют с обоймами через тензометрические балочки, установленные по перпендикулярным осям,патрубки соединены с диска1 1и и установлены с возможностью перемещения по трем осям, а обоймы - вдоль центральной оси дисков. На фиг, 1 представлен стенд(. продольный разрез на фиг. 2 -- разрез на фиг. 1; на фиг, 3 то же. вид сверху; на фиг, 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - пневматйгческая схема стенда; на фиг„ б --11 схемы испытуемой портальной рамьа, которые могут моделироваться на стенде, варианты; на фиг. 12 - схема нагружения портальной рамы. - Стенд для исследования портальной рамы устроен следующим образом, Стенд состоит из основания 1 портальной рамы 2, опор 3, кронштейнов 4, гиревых подвесов 5, внутренних и наружных П-образных стоек б, направляквдих роликов 7, эластичных напорных баллонов 8. Портальная рама 2 имеет на концах пазы 9 и установлена в вертикальные выточки диска 10, прижимкой шайбы 11 и штуцера 12,- жестко связанных мегкду собой винтами 13, и стопорится от вертикального выдвижения шпонками 14. Диски 10 установлены в обоймьз 15 с возможностью поворота в вертикальной плоскости, проходящей вдоль продольной оси стендс1„ В этой же плоскости прикладывается силовая нагрузка к раме 2 , По двум взаимно перпендикулярным осям, проходящим перпендикулярно оси вращения диска, каждый диск своей сферической частью контактирует с тензометрическими балочками 16. имеющими тензодатчики сопротивлепия 17„ Балочки 16 установлены в обоймы 15 и имеют регулировочные винты 18 с контргайками 19 о Верхние тенэометричаские балочки крепятся к обоймам прижимными плг нками 20, Обоймы 15 имеют направляющие 21, которыми они установлены в направляющие 22 ос51ования 1 с возможностью подвижности в направлении продольной оси рамы 2, В направляющих 22 имеется продольный паз, через который проходит винт 23f завинченный в направляющие 21„ Винтом 23 обойма 15 жестко стопорится на основ 1кии 1. Ш-туцер 12 через проем в обойме 15 накидной гайкой 24 и кулачковым соединением 25 связан с патрубком 26, имеющим с другой стороны направляющую 27, установленную в паз направляющей 28, которая установлена с возможностью вертикальной подвижности на стойке 29,- которая в свою очередь установлена с возможностью поперечной подвижкости в напра.вляюгцую 30 основания 1. Направляющая 28 и стойка 29 стопорятся винтами 31 и 32, Стенд имеет кронштейны 4 для гиревых подвесов 5„ Концы кронштейнов 4 проходят через проег.ш П-образных стоек 6f охватывающих раму 2 с двух сторон П-образные стойки б жестко закреплены на основании I, а направляющие ролики 7 закреплены иа стойках 6, Мея-уду стойка1.1и б и портальной рэмогг 2 установлены эластичные нэ.порные баллоны 8. Сжатый воздух подается Е баллоны по пиевморукавам 33, а равномерно распределенная нагрузка КЗ, раглу 2 регулируется давлением воздуха в баллонах 8 по образцовому манометру 34 вентилем 35 и дросселем 36, Для определения напряжений и деформаций ка раме 2 могут быть наклеены текзодатчики сопротивления. Перемещение шарнирно подвижной опоры определяется по индикаторам часового типа, закрепленным ка стойках, вставляемых в гнездо 37. Регистрация показаний тензодатчикоз осуществляется специальной аппаратурой (не показано)„ Работа на стенде производится сле дующим образом„ При помощи специальных динамометров тарируют тенэобалочки 16 и патрубки 26. После сборки стенда основание 1 выставляется в горизонтальном поло1кении. На стенде исследуется портальная рама 2 со следующей комбинацией опор: шарнирно-подвижной и шарнирно неподвижной (фиг. 6), в двух шарнир но-неподвижных (фиг. 7), шарнирноподвижной и защемления (фиг. 8), ша нирно-неподвижной и залдемления (фиг. 9), двух защемлений (фиг. 10) а также свободного конца и защемления (фиг. 11) . Для установки шарнирно-подвижной опоры необходимо ослабить винт 23 таким образом, чтобы обойма 15 своими направляющими 21 могла свободно перемещаться по направляющим 22 ос|нования 1 в направлении продольной оси рамы. При этом накидная гайка 2 должна быть снята со штуцера 12, а кулачковое соединение 25 рассоедине но. Для рассоединения кулачкового соединения необходимо отвинтить вин 32 и отвести стойку 29 по направляю щим 30 основания 1. Для установки шарнирно-неподвижной опоры необходимо зажать винт 23 (патрубок 26 отсоединен от штуцера 12) . Для установки защемления необходимо зажать винт 23, подвести патру бок 26 к штуцеру 12 и соединить их посредством кулачкового соединения 25 и накидной гайки 24. Соосность штуцера 12 и патрубка 26 достигается перемещением патрубка с направляющей 28 по вертикальной стойке 29 Для освобождения одного конца рамы от опорной части необходимо отвинтить винты 13, снять шайбу 11, штуцер 12,.шпонку 14 и вытянуть конец из выточек диска 10. Для этого требуется снять П- образные стойки или отсоединить обе опорные части, а стойки 6 от основания 1. После снятия одной опорной части стойки 6 вторую опорную часть необходимо поставить обратно. Рама 2 может нагружаться комбина цией сосредоточенных сил, изгибающих моментов и равномерно распределенной нагрузки. Схема приложения нагрузки к раме 2 приведена на фиг. Набор направляющих роликов 7 позвол ет изменять направления сосредоточе ных сил и моментов (пар сил). Равно мерно распределенная нагрузка изменяется регулировкой давления сжатог воздуха в эластичных напорных балло нах 8, Перед исследованием портальной paNM 2 на стенде сначала задаются видом ее опор и схемой нагрузки. Устанавливают раму на выбранные опоры, настраивают аппаратуру и балансируют тензодатчики, а после этого нагружают раму 2 согласно принятой схемы путем установки грузов на гиревые подвесы 5 и подачи сжатого воздуха в эластичные баллоны 8 на тот участок рамы, где по принятой схеме нагрузок действует равномерно распределенная нагрузка. Давление в баллонах контролируется по манометрам 34, а регулируется вентилем 35 и дросселем 36. В норМс1льном положении вентиль 35 закрыт, а дроссель 36 открыт. Для удобства работы может быть составлена интенсивности сплошной нагрузки в зависимости- от давления сжатого воздуха в баллоне 8. Значения полученных силовых факторов в опорах рамы 2 определяют по прибору регистрации показаний тензодатчиков сопротивления, 17. При исследовании портальной 2 со схемами, приведенными на фкг 6 и 11,перемещение шарнирноподвижной опоры и свободного конца рамы 2 может регистрироваться индикаторами часового типа, крепление которых выполняется на стойках, вставляеьых в гнезда-37. При использовании стенда в учебном процессе предварительно выполняется расчет 2 согласно принятой схемы и полученные результаты сравниваются с показаниями прибора и индикаторов. Использование стенда позволит расширить возможные пределы исследования портальных рам и значительно уменьшить трудоемкость и стоимость экспериментальных работ по сравнению с исследованием полноразмерных конструкций и получить достоверные данные о велигчине и характере силовых факторов в опорах при различных комбинациях опор и нагрузок. Расширяется диапазон исследований портальной рамы на одном стенде. При использовании стенда в учебном процессе удобно демонстрировать действующие в опорах силовые факторы в за.висимости от вида опор и приложенной нагрузки, проверять правильность определения силовых факторов в опорах рам и перемещения их концов расчетным путем при выполнении студентами индивидуальных заданий, а также применять стенд в качестве тренажера для студентов при расчете статически определимых и статически неопг, ПИЛИМЫХ рам.

А-А

18 /

Л23 20 15 / / - j

СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРТАЛЬНЫХ , включающий основание с опорами, каркас с кронштейнами и гкревыми подвесами, нагрузочное, измерительные и регистрирукхцее приспособления,- отличающийс я тем, iTOs с целью повышения эффективности и точности исследований, каркас выполнен в виде внутренней и наружной П-образных стоек, нагрузочное приспособление снабжено эластичными баллонами, установленными на внутренних поверхностях П-образных стоек, а опоры выполнены в В1-ц;е дисков, обойм с тензометрическими балочками к фккса TopaiviH и патрубка с тензометрическимк датчиками к фиксаторами, при этом диски взаимодействуют с обоймами через тензометрические балочки, уста новленные по перпендикулярным осям, в патрубки соединены с дисками и уста- Щ новлена с возможностью перемещения по трем осям, а обоймы - вдоль централыюй оси дисков. ssVsBSs