Устройство для испытания строительных элементов на косой изгиб Советский патент 1982 года по МПК G01M5/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано во всех областях науки и техники при экспериментальных исследованиях конструкций и элементов из любого материала (железобетон,металл, дерево, пластмассы и т.д.), работающих на косой изгиб.

Известно устройство для испытания строительных конструкций, например стенрвых панелей, включающее основание, силовые приспособления в виде гидравлических домкратов и опорные приспособления в виде обойм с анкерными тележками, перемещающимися по основанию в сторону изгиба строительной конструкции tl.

Недостатком данного устройства является то, что прогиб продольной оси элемента из плоскости действия изгибающего момента вызывает появление крутящего момента в приопорных участках, который воспринимается жестким закреплением элемента на опорах, в частности при помощи обойм, что в случае испытания тонкостенных . элементов, может привести к появлению дополнительных секториальных напряжений, искажакяцих картину наЭЛЕМЕНТОВ НЛ КОСОЙ ИЗГИБ

пряженно-деформированного состояния элемента.

Наиболее близким по технической е сущности к предлагаемому является устройство для испытания строительных элементов на косой изгиб, содержащее опоры, опорные и нагружающие обоймы и силовые приспособлеIU ВИЯ 2.

Недостатком известного устройства

является невозможность свободного деформирования продольной оси испытывае1«юго строительного элемента в любой проходящей через него плоскости,

15 что приводит к искажению характера напряженного состояния на диапазоне нагружения вплоть до разрушения.

Цель изобретения - обеспечение

20 свободного поворота поперечных сечений испытываемого элемента вокруг вертикальной и горизонтальной осей.

Цель достигается тем, что устройство для испытания строительных элементов на косой изгиб, содержащее опоры, опорные и нагружающие обоймы и силовые приспособления, снабжено , шарнирами карданного типа, каждый из 30 которых выполнен из двух взаимноперпендикулярных цилиндрических шар ниров, установленных на опорах и на гружающих обоймах, причем горизонтальный шарнир на одной из опор выполнен подвижным с возможностью перемещения относительно вертикального шарнира вдоль продольной оси эле мента. Кроме того, нагружающие обоймы выполнены из двух коаксиальных цилиндрических обечаек, соединенных роликами, и снабжены распорными балками, взаимодействующими посредством винтов с подпружиненными упорно-поворотными Катковыми толкателями. На фиг. 1 схематично показано пр лагаемое устройство; на фиг. 2 - ег поперечное сечение в плоскости сило вого приспособления и нагружающей ОбОЙМЬ. Испытываемый элемент 1 опорными обоймами 2 опирается на неподвижные или качающиеся перпендикулярно продольной оси элемента 1 опо ры 3 через шарниры карданного типа 4. Гидравлические домкраты 5,жестко связанные с рамами б, через шарниры карданного тика 4 и нагружающие обоймы.7 соединены с элементом 1 и под нагрузкой перемещаются на катках 8 по монорельсам 9 с закрепленными на них траверсами 1О которые крепятся к основанию болтами 11. Для устранения возможных перекосов рам 6, с ростом сил трения между катками 8 и монорельсами 9, нагружающие обоймы 7 снабжены распорными балками 12, соединенными винтами 13 и подпружиненными упорно-поворотными Катковыми толкателя ми 14, со стойками рам 6. Устройство работает следующим образом. Испытание элемента 1 производится в горизонтальном положении. При помощи обойм 2, опирающихся на опоры 3 через шарниры карданного т па 4, главные оси инерции поперечн го сечения элемента 1 ориентируютс под необходимым углом к вертикальной плоскости действия поперечных сил, проходящей через его продольную ось. Поперечные нагрузки созда .ются гидравлическими домкратами 5, жестко связанными с рамами 6 и передаются на элемент 1 через шарнир карданного типа 4 и нагружающие об мы 7. При создании поперечной нагрузки большей собственного веса рам 6 с домкратами б, последние, работая в распор с элементом 1,под нимают и прижимают катки 8 рам б к горизонтальному монорельсу 9.Так как при прогибе элемента 1 происходит укорочение его горизонтальной проекции, в конструкции устройства предусмотрена возможнос качения горизонтального цилиндрического шарнира, являющегося частью шарнира карданного типа 4, по одной из опор 3. При испытаниях на косой изгиб появление разницы в величинах крутящих моментов, возникающих за счет различного положения центров изгиба в поперечных сечениях, соответствунндих точкам приложения поперечных сил, кснйпенсируется поворотом указанных сечений элемента 1 в нагружающих обоймах 7, При испытаниях на косой изгиб с кручением таким же способом обеспечивается постоянная величина момента ио всей длине элемента 1. Де4юрмация испытываемого элемента 1 прекращается при достижении состояния равновесия между внутренними и внешними силами на данном этапе нагружения. В это время проводятся необходимые экспериментатору измерения,, характеризующие напряженно-деформированное состояние балки Монорельсы 9 фиксируются в проектном положении траверсами 10,которые служат одновременно ограничителями перемещения катков 8 и крепятся к основанию болтами 11. Перекос рам б исключается распорными балками 12, передающими момент движения от элемента 1 посредством винтов 13, и подпружиненными упорно-поворотными Катковыми толкателями 14 стойкам рам б. Предлагаемое устройство позволяет под нагрузкой свободно деформироваться продольной оси элемента в любой проходящей .через нее плоскости и не искажает физический характер деформирования элемента, свойственный работе данного класса конструкций. Формула изобретения 1.Устройство для испытания строительных элементов на косой изгиб, содержащее опоры, опорные и нагружающие обойглы и силовые приспособления, отличающееся тем, что, с целью обеспечения свободного поворота поперечных сечений испытуемого элемента вокруг вертикальной и. горизонтальной осей, устройство снабжено Шарнирами карданного-типа,каждый из которых выполнен из двух взаимно перпендикулярных цилиндрических шарниров, установленных на опорах и нагружающих обоймах, причем горизонтальный шарнир на одной из опор выполнен подвижным с возмож.ностью перемещения относительно вертикального шарнира вдоль продольной оси элемента. 2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что нагружающие

обоймы выполнены из двух коаксиальных цилиндрических обечаек, соединенных роликами, и снабжены распорными балками, взаимодействуюсдими посредством винтов с подпружиненными упорно-поворотнь|ми Катковыми толкателями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 450087, кл. G 01 М 5/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 390398, кл. G 01 М 5/00, 1973.

fr/