СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Область применения
Полезная модель относится к области испытательной техники, а именно к устройствам для испытания образцов строительных конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на сжатие, изгиб, изгиб с кручением, и при более сложном напряженно-деформированном состоянии при действии статической нагрузки.
Уровень техники
Известен стенд для испытания строительных объемных элементов (А.с SU 744260 МПК G01М 5/00, опубл. 30.06.80), который включает основание, установленную на нем портальную раму, опорную раму для установки испытательного элемента и гидродомкраты. Стенд снабжен системой взаимодействующих друг с другом обратных клиньев и подвесными грузами, причем одни клинья неподвижно закреплены на опорной раме, а другие связаны с подвесными грузами и установлены на основании с возможностью перемещения. Основание снабжено вертикальными направляющими с упорами, ограничивающими перемещения портальной рамы по высоте.
Недостатками такого решения являются узконаправленность его назначения для испытания преимущественно железобетонных объемных блоков типа «лежачий стакан» и невозможность изменения габаритных размеров стенда без существенных конструктивных переделов.
Также известна установка для испытаний на статическую и динамическую нагрузку модели несущих конструкций каркасного здания (патент RU 133025 МПК В06В 1/00 опубл. 10.10.2013), которая состоит из опорной рамы, источника динамического воздействия (вибрации) и датчиков для проведения испытаний на статическую нагрузку включает набор грузов, систему рычагов, домкраты, привод горизонтальный, и на основании математической модели каркаса здания предварительно рассчитываются параметры динамических и статических нагрузок, точки приложения усилий и места размещения датчиков, а результаты испытаний обрабатываются измерительно-вычислительным комплексом и сравниваются с результатами моделирования.
Недостатком установки является также узконаправленность назначения, установка предназначена только для испытаний модели каркаса здания с ограниченными габаритами.
Известен стенд для испытания строительных конструкций (А.с. SU 1016721 МПК G01M 5/00, опубл. 07.05.83), в котором рама и нагрузочные приспособления выполнены в виде гидродомкратов. Шарниры, выполненные в виде листовых элементов, концы которых жестко закреплены на стойках, установлены с возможностью взаимодействия с испытываемой конструкцией, рама снабжена стойками.
Недостатками стенда являются невозможность изменения габаритных размеров, возможность приложения нагрузки только в определенных местах и возможность только шарнирного крепления испытуемой конструкции.
Известен стенд для испытаний строительных конструкций (А.с SU 979933 МПК G01M 5/00, опубл. 07.12.82). Основание стенда выполнено в виде съемной металлической рамы с упором на одном конце и домкратом с шаровой опорой - на другом. Вертикальная опора имеет П-образную форму, одной стойкой шарнирно соединена с рамой в месте расположения ее упора, а другой оперта на шаровую опору домкрата. Нагрузочное приспособление установлено на стойке, шарнирно соединенной с рамой.
Недостатком решения является возможность приложения нагрузки только в горизонтальном направлении к конструкции.
Известна установка для статического испытания конструкций (А.с. SU 619816 МПК G01M 5/00, опубл. 15.08.78). Нагрузочное и измерительное устройства установки размещены между опорной плитой и неподвижными упорами фиксаторами, каждый из которых выполнен из системы клиньев, причем часть из них подпружинена.
Недостатками устройства являются возможность испытывать только вертикально ориентированные конструкции и невозможность изменения габаритных размеров по ширине установки.
Сущность полезной модели
Технической задачей является разработка стенда для испытания строительных конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, который позволял бы производить испытания горизонтально и вертикально ориентированных конструкций.
Технический результат заключается в упрощении изменения габаритных размеров стенда за счет возможности располагать траверсы для упора загрузочных устройств в необходимом месте в зависимости от габаритных размеров испытуемой конструкции и задач испытаний.
Технический результат, достигается тем, что
- стенд для испытания строительных конструкций, включающий основание, на котором закреплено N нижних траверс с равномерно расположенными фланцами;
- фланцы имеют прямоугольные отверстия для установки и закрепления на них стоек с идентичными по форме фланцами, имеющими прямоугольный выступ;
- по высоте стоек расположены отверстия для соединения с верхними траверсами, при этом на горизонтальной поверхности верхних траверс выполнены прямоугольные отверстия для стоек;
- на боковых поверхностях нижних и верхних траверс расположены отверстия для их соединения при помощи пальцев со стойками;
- на нижних траверсах установлены балки, образующие площадку.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен общий вид универсального стенда для испытаний строительных конструкций в собранном виде;
на фиг. 2 представлена нижняя траверса стенда;
на фиг. 3 представлена стойка;
на фиг. 4 представлен узел сопряжения нижней траверсы стенда со стойкой стенда;
на фиг. 5 представлен пример собранного стенда с установленной горизонтально ориентированной испытуемой конструкцией;
на фиг. 6 представлен общий вид стенда при варианте сборки со смещенным правым рядом стоек;
на фиг. 7 представлен вид стенда при варианте сборки со смещенными стойками правого ряда через одну.
Осуществление полезной модели
Стенд для испытания строительных конструкций (фиг. 1) состоит из нижних траверс 1, стоек 2, верхних траверс 3 и балок площадки 4. Стенд полностью выполнен из стального листового и фасонного проката.
Нижняя траверса 1 (фиг. 2) в верхней части содержит фланцы 5 с круглыми отверстиями под болты 6 и прямоугольными отверстиями 7 для установки стоек 2. Фланцы 5 расположены вдоль нижней траверсы 1 равномерно, деля ее на несколько равных частей. На боковых поверхностях нижняя траверса 1 имеет круглые отверстия 8 для крепления стойки 2. Также на боковых поверхностях нижней траверсы 1 имеются полки 9 с отверстиями для крепления нижней траверсы 1 к основанию, на которое устанавливается стенд (основание условно не показано).
Стойка 2 (фиг. 3) в нижней части имеет фланец 10 с отверстиями под болты 6 и прямоугольный выступ 11, предназначенный для установки в прямоугольное отверстие 7 нижней траверсы 1. В прямоугольном выступе 11 выполнено круглое отверстие 12 для крепления стойки 2 к нижней траверсе 1, а по высоте стойки 2 расположены круглые отверстия 13, предназначенные для крепления верхней траверсы 3.
Верхняя траверса 3 (фиг. 1) содержит вертикальные прямоугольные отверстия 14, через которые проходят стойки 2. На боковых поверхностях верхней траверсы 3 имеются круглые отверстия 15. Также верхняя траверса 3 имеет монтажные петли 16, предназначенные для подъема или опускания верхней траверсы 3 при его настройке.
Стойка 2 и нижняя траверса 1 закреплены стальными цилиндрическими пальцами 17. Дополнительно фиксация стойки 2 к нижней траверсе 1 производится болтами 18. Болты 18 устанавливаются для возможности передавать горизонтальную нагрузку на стойку 2.
Балки площадки 4 установлены на нижних траверсах 1 и лежат на них под собственным весом.
Сборка стенда осуществляется следующим образом. Сначала устанавливаются нижние траверсы 1 на основание, которым, например, может быть фундамент, дорожные плиты или монолитная плита (на фиг. 5 основание условно не показано). При необходимости, нижние траверсы 1 могут крепиться к основанию анкерными болтами, которые фиксируют полки с отверстиями 9. Нижние траверсы 1 могут находиться друг от друга на любом расстоянии в пределах габарита балки площадки 4 и устанавливаются с шагом, в зависимости от требуемой схемы конкретного испытания. На траверсы 1 устанавливаются балки площадки 4. В прямоугольные отверстия 7 нижних траверс 1 вставляются прямоугольные выступы 11 стоек 2 и производится их крепление стальными цилиндрическими пальцами 17 и болтами 18. Устанавливается испытуемая конструкция 19, которая в зависимости от схемы испытания может опираться на балки площадки 4 или на дополнительные опоры, например, опоры 20 для горизонтально ориентированной испытуемой конструкции 19. На испытуемую конструкцию 19 при необходимости могут устанавливаться распределительные траверсы 21, на которые устанавливаются домкраты 22 механического, гидравлического или иного принципа действия. Устанавливаются верхние траверсы 3 на необходимой высоте (так чтобы они упирались в домкраты 22) и крепятся к стойкам 2 посредством стальных цилиндрических пальцев 17. Домкраты 22 упираются в верхнюю траверсу 3 и при их активации (например, подаче давления в домкрате гидравлического принципа действия) создают нагрузку на испытуемую конструкцию 19. Измерительно-контрольное оборудование расставляется согласно схеме проведения испытаний.
В зависимости от габаритов испытуемой конструкции и схемы проведения испытаний стенд может собираться и в других вариантах, отличных от вариантов, приведенных на фиг. 5. Например, при узких испытуемых конструкциях один ряд стоек 2 может быть смещен на один шаг прямоугольных отверстий 7 в нижней траверсе 1 (фиг. 6). Или, например, при испытании сразу двух конструкций с разными схемами загружений один ряд стоек 2 может быть смещен на один шаг прямоугольных отверстий 7 в нижней траверсе 1 через одну стойку 2 (фиг. 7), при этом балки площадки 4 могут раздвигаться.
Универсальность стенда для испытания строительных конструкций достигается за счет:
- возможности размещения стоек стенда на нижней траверсе в нескольких позициях, давая возможность проводить испытания строительных конструкций с различными габаритными размерами в плане и проводить испытания одновременно нескольких конструкций;
- возможности перемещения нижних траверс стенда со стойками стенда и верхними траверсами стенда вдоль балок площадки стенда, позволяя реализовывать различные схемы загружений испытуемой конструкции;
- возможности установки верхней траверсы стенда на различных отметках по высоте в пределах длины стойки стенда, давая возможность проводить испытания строительных конструкций с различными габаритными размерами по высоте;
- возможности использовать дополнительные траверсы в неограниченном количестве и с различными схемами расположения, реализующими необходимую схему испытания конструкции.
Кроме того, для установки стенда не требуется специального силового пола или фундамента, так как вся нагрузка, прикладываемая к испытуемой конструкции, передается только на конструкцию самого стенда за счет замкнутой его формы.
Надежность стенда обеспечивается возможностью расчета по действующим нормативным документам его основных конструктивных элементов (нижней траверсы, верхней траверсы, стойки и балки площадки) на возможные нагрузки, возникающие при испытании строительных конструкций.