УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПОРНЫХ РЕАКЦИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения опорных реакций образцов, и может быть использована для исследования и измерения опорных реакций железобетонных элементов при статическом и динамическом нагружении, в том числе и с учетом податливости опор.
Аналогом заявляемого устройства является устройство для измерения опорных реакций (патент на полезную модель RU №145007). Устройство содержит силовой пол, закрепленную на нем посредством тяжей опорную плиту с закрепленной на ней посредством болтовых соединений силопередающую плиту, снабженной стойками с вырезами, в которые установлен опорный ролик для размещения на нем испытуемого образца. Стойки жестко закреплены на верхней поверхности силопередающей плиты симметрично относительно ее оси, кроме того опорная и силопередающая плиты соединены между собой. Измерение происходит посредством силоизмерительных датчиков тензометрического типа с максимальным значением показаний, превышающих значение силы, используемой при ударе не менее, чем в десять раз, ориентированных по оси приложения опорной реакции и подключенных через регистрирующую аппаратуру к компьютеру. Каждая стойка содержит по одному силоизмерительному датчику, выполненному в виде полумоста, состоящего из двух тензорезисторов, рабочего, установленного по оси приложения опорной реакции в месте конструкции стойки с минимальным расчетным сечением, и компенсационного, установленного перпендикулярно и в непосредственной близости от рабочего. Каждый силоизмерительный датчик закрыт теплоизоляционной пластиной. На силопередающей плите закреплен жесткий каркас.
Это устройство позволяет измерить опорные реакции при статических и кратковременных динамических нагрузках железобетонных элементов.
Однако данное техническое решение не позволяет оценить величину опорной реакции с учетом податливости опор при статических и динамических нагрузках.
Известен стенд для испытания железобетонных элементов на кратковременный динамический изгиб с податливыми опорами (патент на полезную модель RU №92537), содержащий смонтированные на силовом полу копровую установку с грузосбрасывателем, направляющие которой снабжены ограничителем хода груза, опоры для железобетонного элемента и загрузочную траверсу с закрепленным на ней силоизмерителем, установленную через металлические прокладки на железобетонном элементе. Опоры для железобетонного элемента, выполнены таким образом, что позволяют получить информацию о величине опорной реакции. Для этого стенд содержит жесткие и податливые опоры для железобетонного элемента, ролик, установленный в вырезах жестких опор, причем на одной опоре - неподвижно, а на второй - с возможностью горизонтального перемещения. На жестких опорах установлены датчики опорных реакций, сборные каркасы, каждый из которых выполнен из двух металлических пластин, соединенных между собой с помощью вертикальных направляющих, при этом нижняя пластина установлена на ролике, а верхняя закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения. Податливые опоры в виде сминаемых вставок расположены внутри сборных каркасов, а жесткие опоры смонтированы непосредственно на силовом полу.
Конструкция такого узла для определения опорной реакции позволяет получить информацию о величине опорной реакции при испытании железобетонного элемента на изгиб с учетом податливости опор при статических и динамических нагрузках и по технической сути наиболее близка заявляемому устройству. Однако данное техническое решение не позволяет достоверно оценить величину опорной реакции ввиду недостаточной жесткости конструкции опор, что искажает измеряемые значения опорной реакции и увеличивает погрешность результатов эксперимента при статическом и динамическом нагружении.
Задача полезной модели - повышение достоверности информации измерения опорных реакций, в том числе и с учетом податливости опор, при статических и динамических нагрузках.
Технический результат при реализации полезной модели заключается в повышении жесткости силовой цепи устройства при измерении опорных реакций.
Задача и технический результат достигаются следующим образом.
Устройство для измерения опорных реакций, как и прототип, содержит смонтированную на силовом полу жесткую опору, датчик опорных реакций, установленный на жесткой опоре, сборный каркас и ролик. Сборный каркас выполнен из двух металлических пластин, соединенных между собой с помощью вертикальных направляющих. Верхняя пластина сборного каркаса закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения.
В отличие от прототипа жесткая опора в заявляемом устройстве состоит из опорной плиты, жестко закрепленной на силовом полу посредством тяжей, пластин, уложенных на опорной плите друг на друга, и силовой плиты, размещенной на пластинах и закрепленной посредством тяжей через пластины на опорной плите. В отличие от прототипа устройство дополнительно содержит еще один датчик опорных реакций. Оба датчика опорных реакций выполнены цилиндрическими и установлены между силовой плитой жесткой опоры и нижней пластиной сборного каркаса. Датчики зафиксированы в кольцах, которые дополнительно закреплены на указанных силовой плите и пластине. В отличие от прототипа ролик установлен на верхней пластине сборного каркаса, причем ролик может быть установлен на верхней пластине сборного каркаса неподвижно или с возможностью поворота. Внутри сборного каркаса могут быть дополнительно установлены горизонтально одна или несколько податливых опор, выполненных в виде сминаемых вставок.
Установка в силовой цепи (между сборным каркасом и жесткой плитой) силоизмерительного датчика опорных реакций, позволяет повысить достоверность измеряемых опорных реакций, в отличие от измерения опорных реакций косвенным методом путем измерения деформации опоры в прототипе. При наличии двух датчиков опорных реакций повышается линейность выходной характеристики и достоверность результатов.
Установка сборного каркаса на силовой плите жесткой опоры, а не на ролике, позволяет увеличить жесткость силовой цепи устройства.
В случае применения податливых опор, конструкция сборного каркаса позволяет испытывать строительные конструкции с различной конфигурацией податливых опор и их количеством. При отсутствии податливых опор конструкция сборного каркаса складывается и обеспечивает повышенную жесткость при измерениях опорных реакций.
Совокупность существенных признаков, характеризующая заявляемую полезную модель, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.
Полезная модель пояснена чертежом.
На фиг. 1 приведен общий вид устройства для измерения опорных реакций.
На фиг. 2 - вид а-а фиг. 1 (сборный каркас)
Конструкция устройства содержит смонтированные на силовом полу 1 жесткие 2 и податливые опоры 3 для испытуемой конструкции 4, ролик 5, закрепленный на сборном каркасе 7 неподвижно или с возможностью поворота, датчики опорных реакций 6, установленные на жесткой опоре 2. Сборный каркас 7 выполнен в виде металлической пластины 8 и металлической пластины 9, которая выполняет функцию верхней силовой плиты, соединенных между собой с помощью вертикальных направляющих 10, причем верхняя пластина 8, закреплена на вертикальных направляющих 10 с возможностью вертикального перемещения, а податливые опоры в виде сминаемых вставок 3 расположены внутри сборного каркаса 7 (фиг. 2). При отсутствии податливых опор 3, верхняя пластина 8 устанавливается непосредственно на верхней силовой плите 9. Жесткая опора 2 выполнена в виде опорной пластины 11, жестко закрепленной на силовом полу 1 посредством тяжей 12, на которой установлен ряд пластин 13. Сверху ряда пластин 13 установлена силовая плита 14, которая является нижней силовой плитой устройства. Нижняя силовая плита 14 жестко закреплена на опорной пластине 11 посредством тяжей 15. На нижней силовой плите 14 жесткой опоры 2 через датчики опорных реакций 6 установлен сборный каркас 7, включающий подвижную пластину 8, соединенную вертикальными направляющими 10 с верхней силовой плитой 9. Для точной вертикальной и надежной установки датчиков опорных реакций 6 на нижней силовой плите 14 и верхней силовой плите 9 (металлической пластине сборного каркаса), закреплены кольца, в которых размещаются датчики опорных реакций 6.
Полезная модель промышленно применима, ее можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.
Работа устройства заключается в следующем. Нагрузка, приложенная на испытуемую конструкцию 4, передается через опорный ролик 5 на податливые опоры 3 или на верхнюю силовую плиту 9. Ролик 5 в зависимости от расчетной схемы испытаний устанавливается неподвижно или с возможностью поворота. Значение опорной реакции определяется при помощи датчиков опорной реакции 6, подключенных к компьютерной измерительной системе. При отсутствии в силовой цепи податливых опор 3 подвижная пластина 8 плотно примыкает к верхней силовой плите 9, что позволяет проводить измерения опорной реакции без учета податливости опор.