СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОПЕРТЫХ ПО КОНТУРУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ

Полезная модель относится к области к испытательной технике, а именно - к машинам для испытания опертых по контуру железобетонных плит при статическом и динамическом нагружениях.
Аналогом заявляемого устройства является стенд для испытания железобетонных элементов на кратковременный динамический изгиб с податливыми опорами (патент на полезную модель RU №92537). Заявляемый стенд содержит смонтированные на силовом полу копровую установку с грузосбрасывателем, направляющие которой снабжены ограничителем хода груза, жесткие и податливые опоры для железобетонного элемента. В вырезах жестких опор установлены ролики: один неподвижный, второй с возможностью горизонтального перемещения. Стенд содержит загрузочную траверсу с закрепленным на ней силоизмерителем, установленную через металлические прокладки на железобетонном элементе. На жестких опорах установлены датчики опорных реакций. Также стенд содержит сборные каркасы, каждый из которых выполнен из двух металлических пластин, соединенных между собой посредством вертикальных направляющих, при этом нижняя пластина установлена на ролике, а верхняя закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения, причем податливые опоры в виде сминаемых вставок расположены внутри этих сборных каркасов, а железобетонный элемент установлен на верхних пластинах каркасов. Жесткие опоры смонтированы непосредственно на силовом полу. Для получения данных о деформации железобетонного элемента и податливых опор используется комплекс измерительных приборов.
Данный стенд позволяет исследовать параметры, которые характеризуют напряженно-деформированное состояние железобетонной балки в момент изгиба под действием кратковременной динамической нагрузки с учетом работы податливых опор. Однако при использовании данного стенда нет возможности исследовать работу железобетонных плит, опертых по контуру с учетом работы податливых опор.
Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является стенд для испытания опертых по контуру железобетонных плит на действие статической нагрузки (патент на полезную модель №88804), содержащий силовой пол, домкрат, П-образную раму, состоящую из двух направляющих и траверсы, опорную раму для исследуемой железобетонной плиты, закрепленную на силовом полу, роликовые опоры для шарнирного опирания железобетонной плиты по периметру, резиновый мешок с водой, равномерно распределенный по всей площади испытываемой железобетонной плиты, горизонтальную ограничительную раму резинового мешка, огибающую контур железобетонной плиты, распределительный щит резинового мешка с системой распределительных балок, равномерно уложенных по площади щита, прокладку установленную на поверхности железобетонной плиты. На распределительных балках установлен гидравлический домкрат, который упирается в траверсу, закрепленную на направляющих. Данный стенд позволяет проводить статические испытания плит, опертых по контуру, на действие равномерно распределенной нагрузки. Однако стенд не позволяет обеспечить проведение динамических испытаний опертых по контуру железобетонных плит, а также не предусматривает испытания плит на податливых опорах, что сужает область испытаний железобетонных плит, которые в реальных условиях подвержены разным видам нагружений.
Задача полезной модели - расширить функциональные возможности стенда и получить более достоверные данные о напряженно-деформированных состояниях железобетонных плит при действии разных видов нагрузок.
Технический результат, на достижение которого направлена решаемая задача, заключается в создании напряженно-деформированного состояния, характеризующегося возникновением усилий и напряжений в двух направлениях при действии статической, а так же кратковременной динамической равномерно распределенной нагрузки, как при жестком, так и при податливом опирании.
Задача решена следующим образом.
Стенд для испытания опертых по контуру железобетонных плит, как и прототип, содержит силовой пол, на котором жестко закреплены две направляющие с установленной на них траверсой, опорную раму, роликовые опоры, через которые железобетонная плита опирается по контуру на опорную раму, резиновый мешок с водой, равномерно распределенный по всей площади испытываемой железобетонной плиты, ограничительную раму для резинового мешка, огибающую контур железобетонной плиты, распределительный щит, установленный на резиновом мешке по всей его площади, и систему распределительных балок, равномерно уложенных по площади распределительного щита, и прокладку, уложенную на поверхности железобетонной плиты под резиновым мешком.
В отличие от прототипа заявляемый стенд дополнительно содержит опорные траверсы, закрепленные на силовом полу под опорной рамой, и грузосбрасыватель, а траверса, установленная на направляющих, закреплена на них с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и с помощью монтажной петли зафиксирована на грузосбрасывателе. Прокладка между резиновым мешком и железобетонной плитой выполнена из двух слоев брезентовой материи и полностью охватывает резиновый мешок с водой. Роликовые опоры могут быть выполнены упругими и снабжены тензометрическими датчиками опорных реакций. Роликовые опоры могут быть также выполнены податливыми, например в виде сминаемых вставок. Направляющие могут быть закреплены на силовом полу с помощью резьбовых шайб. Стенд в частном случае может содержать гидравлический домкрат, установленный на распределительных балках, который упирается в траверсу, жестко закрепленную на направляющих.
Статическая нагрузка на образец создается за счет воздействия домкрата на распределительный щит. На конструкцию нагрузка передается через резиновый мешок. В результате такого воздействия в конструкции создается напряженно-деформированное состояние, соответствующее работе реальных опертых по контуру плоскостных конструкций зданий и сооружений.
Кратковременная динамическая нагрузка на образец создается за счет падения траверсы. Чтобы траверса не сместилась во время падения, она скользит по 2 направляющим, жестко закрепленным в силовом полу с помощью резьбовых шайб. От падающего груза на конструкцию нагрузка передается через систему распределительных траверс, распределительный щит и распределительный мешок. В результате такого воздействия в конструкции создается напряженно-деформированное состояние, соответствующее работе реальных опертых по контуру плоскостных конструкций зданий и сооружений.
Полезная модель пояснена чертежом, на котором приведен общий вид стенда. Стенд содержит силовой пол 1, на котором закреплены направляющие стойки 2 с траверсой 3. На силовом полу 1 установлены опорные траверсы 4, на которых размещены опорная рама 5 под железобетонную плиту 9, которая шарнирно опирается на роликовые опоры 8. Опоры 8 могут быть выполнены жесткими или податливыми в виде сминаемых (полых) вставок. Железобетонный элемент 9 опирается на опоры 8 по периметру. По всей площади железобетонной плиты 9 уложены прокладка из двух слоев брезента 10, на которой равномерно размещен резиновый мешок 11 с водой. Для резинового мешка 11 по контуру железобетонной плиты установлена ограничительная рама 6. На резиновом мешке размещен распределительный щит 12 с системой распределительных балок 7. В траверсе 3 закреплена монтажная петля 14 для фиксации траверсы 3 на грузосбрасывателе (на чертеже не показан). Направляющие стойки закреплены в силовом полу 1 с помощью резьбовых шайб 13.
Испытания на динамическое нагружение проводят следующим образом. Испытываемая конструкция (9) устанавливается на жесткие либо податливые опоры (8), обеспечивающие шарнирное опирание плиты по периметру. При установке опор только по коротким сторонам обеспечивается испытание железобетонной плиты по балочной схеме работы. Роликовые опоры (8) располагаются на опорной раме (5), которая находится на опорных траверсах (4). За монтажную петлю (14) испытательный груз при подготовке кратковременного динамического нагружения крепится с помощью грузосбрасывателя на крюке грузоподъемной лебедки. Динамическое нагружение создается падающей траверсой (3) по направляющим (2), которые жестко закреплены в силовом полу (1) при помощи резьбовых шайб (13). Нагрузка равномерно распределяется при помощи системы распределительных балок (7) и мешка с водой (11). На мешок с водой нагрузка от балок передается через распределительный щит (12). Распределительный щит (12) обладает высокой изгибной жесткостью, что обеспечивает равномерную передачу динамической нагрузки на мешок (11). Для исключения влияния сил трения, возникающих по месту контакта резинового мешка (11) с испытываемым образцом, между плитой (9) и мешком с водой (11) укладывается прокладка, обеспечивающая свободное скольжение мешка относительно плиты в процессе деформирования. Прокладка выполненна из двойного слоя брезентовой материи. Постоянную форму мешка и исключение его перемещения в стороны обеспечивает ограничительная система (6). При испытании на статическое нагружение траверса (3) закрепляется в нужном положении на направляющих (2), между траверсой (3) и распределительными балками (7) устанавливают гидравлический домкрат таким образом, чтобы он упирался в траверсу (3)
Для получения данных о напряженно-деформированном состоянии экспериментального образца используется комплекс измерительных приборов.
По своей конструкции заявляемый в качестве полезной модели стенд более универсален в сравнении с прототипом, поскольку позволяет проводить многофункциональные испытания, а именно: статические на жестких или податливых опорах и динамические испытания, также и на жестких, и на податливых опорах.