Устройство для демонстрации деформаций купола Советский патент 1987 года по МПК G09B25/04 

I

Изобретение относится к наглядным учебным устройствам и может быть использовано в учебном процессе в высших и средних учебных заведениях при чтении курса строительных конструкци

Цель изобретения - обеспечение наглядности деформаид1й срединной поверхности.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - модель купола, поперечный разрезу на фиг, 3 - То .же, вид сверху; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3, на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство для демонстрации дефор маций купола содержит платформу 1, на которой смонтированы модель купола 2 и средство 3 нагружения (фиг. 1 и 2), Модель купола 2 состоит из блоков 4 нижнего опорного кольца, сегментов 5 срединной поверхности ;купола и верхнего опорного кольца, соединенных между собой упругими элементами 6 и 7. Блок-и 4и сегменты 5 имеют радиальные 8 и коль цейые 9 каналы, в которых размещены све- топроз)ачные эластичные трубки 10 со средством регистрации деформаций и пружины 11. Сегменты 5 выполнены с кромками по кривой, горизонтальная проекция которой описана уравнением

Х2 + у2 R2 . .

Средство регистрации деформаций купола содержит размещенные внутри трубок 10 источники 12 света и контактные группы, состоящие из стержня 13, asaKpenneHHoro одним концом в пластине 14 на кромке сегмента 5 и и шющего на другом конце планку 15, и пружинных контактов 16 и 17 соответственно сжатия и растяжения. Источники 12 света соединены последовательно и поочередно один с контактом 16 сжатия, а другие - с контак- том 17 растяжения и с источником питания, и окрашены в разный цвет, например красный и синий. Контактная группа трубок 10, расположенных в радиальных каналах 8, содержит стер- жень 13, закрепленный одним кондом в пластине 14 на блоке 4 и имеющий на другом планку 15, и пружинньщ контакт 17 растяжения.

Блоки 4 и сегменты 5 срединной поверхности купола.выполняют из плексигласа, трубки 10 - из силикона. В качестве упругих элементов 6 11 7 можно применить резину.

0

5 0

5

0

40 45 50 55

9 2

Средство 3 нагружения купола выполнено в виде винтового домкрата и состоит из смонтированных на платформе 1 ручного привода 18, соединенного с ним посредством червячной передачи 19 тяжа 20, шарнирно закрепленной на верхнем конце тяжа 20 плиты 21, имеющей передающие на купол нагрузку выступы 22, и корпуса 23. Нагружение осуществляют вертикальным перемещением тяжа 20 за счет его вращения по резьбе в верхней части корпуса 23.

Устройство работает следующим образом.

Смонтированную на платформе 1 модель купола 2 постепенно загружают при помощи средства 3 нагружения, приводя в действие ручной привод 18, В модели купола 2 при небольшой вели- чине нагрузки упругие элементы 6 и 7 сжимаются, кромки блоков 4 и сегментов 5 расходятся и пружины 11 растя- гиваются. При этом контакты 17 растяжения замыкают электрическую цепь источников 12 света в кольцевых каналах 9 нижнего опорного кольца и ра диальных каналах 8 оболочки купола, демонстрируя тем сакьм появление растягивающих усилий в куполе. В контактных группах кольцевых каналов сегментов 5 срабатывают контакты 16 сжатия, демонстрируя возникновение УСИЛИЙ сжатия в куполе.

При увеличении нагрузки на купол сегменты 5 проворачиваются один относительно другого в точке, положе- ние которой зависит от величины нагрузки, благодаря тому, что кромки сегментов выполнены по дуге окружности. Б результате взаимного поворота сегментов срединной поверхпог.ти контактные группы кольцевых каналов сегментов срабатьшают в зависимости от возникающих деформаций сжатия или растяжения и демонстрируют тем самым изменение усилий в оболочке купола. При возрастании нагрузки зона деформаций сжатия сокращается, а зона деформаций растяжения увеличивается, о чем свидетельствует цвет включенных источников света.

При загружении купола также сз5симаются упругие элементы б, срабаты1 вают контакты 17 растяжения и заьшкается электрическая цепь источни-„

ков 12 света радиальных каналов 8, демонстрируя тем -самым появление изгибающего момента в месте примыкания оболочки купола к нижнему опорному кольцу. Изменяя длину выступов 22 плиты 21, купол можно загружать несимметричной нагрузкой и демонстрировать распределение усилий от нее в куполе.

Использование изобретения в учебном процессе по курсу строительных конструкций позволит значительно улучшить усваиваемость материала на занятиях по изучению работы, например, пространственных железобетонных конструкций, так как демонстрация деформаций и усилий, возникающих в железобетонном куполе, дает наглядное представление о принципе его армирования.

Формула изобретения Устройство для демонстрации деформаций купола, содержащее платформу, средство нагружения, модель купола,

включающую нижнее опорное кольцо,оболочку и верхнее опорное кольцо, и средства регистрации деформаций, отличающееся тем, что, с целью обеспечения наглядности деформаций срединной поверхности, модель купола выполнена из светопрозрачных сегментов, соединенных между собой и с нижним опорным кольцом упругими элементами и снабженных на срединной поверхности радиальными и кольцевыми каналами с расположенными в них эластичными светопрозрачными труб- ками, внутри которых установлены средства регистрации деформаций в

виде световых индикаторов с пружинными контактами сжатия и растяжения.

22 22 /22

18

Ф.иг..2

А-А

П

cpusA

Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначено для использования в учебных заведениях, а именно для обеспечения наглядности работы пространственных железобетонных конструкций. Целью изобретения является обеспечение наглядности деформаций срединной поверхности. Модель купола выполнена из светопрозрачных блоков 4, пространственно соединенных между собой упругими элементами 7 и моделью арматуры, имеющих радиальные 8 и кольцевые 9 каналы. Блоки оболочки купола выполнены в виде сегментов 5 с боковыми кромками по кривой, горизонтальная проекция которой описана уравнением Х + У R , при этом модель арматуры выполнена в виде эластичных светопрозрачных трубок, установленных в каналах блоков, а средство регистрации деформаций имеет установленные внутри трубок световые индикаторы с подпружиненными контактами сжатия и растяжения. 5 ил. i (/) ts3 00 СП ел со

/J

Iff

6-6

15

. Д

/ , , /// /

/ // V/ / У // ///// // // / ///I ////// // /// //

12

тН1 И-1№Ш1а

-y // /A

/ /// // /A /

,;j

г

10

5n

фиг. 5

/ / / / f/ ( / /// / /

16

Составитель Б.Виниченко Редактор И.Николайчук Техред М.Ходанич Корректор Е.Сирохман

Заказ 7530/53 Тираж 433Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4