СТЕНД ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОДОЛЬНОЕ ВНЕЦЕНТРЕННОЕ И КОСОЕ ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ

Полезная модель относится к испытательной технике, а более конкретно - к стендам для обеспечения статических испытаний железобетонных элементов на продольное внецентренное и косое внецентренное сжатие.
Аналогом заявляемого устройства является устройство для создания напряженно-деформированного состояния внецентренносжатых железобетонных элементов (Испытания железобетонных конструкций: Учеб. Пособие. - Красноярск: КрасГАСА, 2000. - 133 с. - 92 с). Данное устройство для создания напряженно-деформированного состояния внецентренносжатых железобетонных элементов содержит опорные стойки и раму, на которую вертикально устанавливается испытываемый железобетонный элемент, одна сторона которого примыкает к первому упору, закрепленному на раме, и с другой стороны которого установлен домкрат, зафиксированный на втором упоре, закрепленном на раме.
Данное устройство позволяет проводить статические испытания железобетонных элементов на продольное внецентренное сжатие. Однако конструкция стенда не позволяет обеспечить проведение статических испытаний железобетонных элементов на продольное косое внецентренное сжатие.
Прототипом заявляемой полезной модели является стенд для испытания железобетонного элемента на внецентренное сжатие (Плевков B.C., Мальганов А.И., Балдин И.В. Лабораторные работы по курсу «Железобетонные и каменные конструкции»: Учебное пособие. Под ред. B.C. Плевкова. - М.: Издательство АСВ, 2008. - 189 с. - 33 с). Стенд содержит раму, установленную на опорных стойках. На раме закреплены опоры для горизонтального размещения железобетонного элемента. С обоих торцов железобетонного элемента горизонтально закреплены упоры в виде полок. С одной стороны железобетонного элемента на упоре установлен гидравлический домкрат, упирающийся в торец железобетонного элемента. С противоположной стороны железобетонного элемента его торец упирается во второй упор. При испытании используются измерительные приборы: величина продольной силы, создаваемой домкратом, контролируется манометром, измерение перемещений производится индикатором, измерение деформаций - тензометром. Стенд по прототипу позволяет исследовать железобетонные элементы на прочность и трещиностойкость при внецентренном сжатии при заданном заранее эксцентриситете относительно центра тяжести железобетонного элемента в вертикальном направлении. Однако конструкция данного стенда не позволяет обеспечить проведение испытаний железобетонных элементов на продольное косое внецентренное сжатие с заранее заданным эксцентриситетом приложения нагрузки относительно центра тяжести испытываемого железобетонного элемента в горизонтальном и вертикальном направлении.
Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей стенда по прототипу путем обеспечения возможности проведения статических испытаний железобетонных элементов на продольное внецентренное и косое внецентренное сжатие.
Технический результат заключается в получении напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов при продольном внецентренном и косом внецентренном статическом сжатии.
Технический результат и решение задачи достигаются следующим образом. Заявляемый стенд, как и прототип, содержит раму, установленную на опорных стойках и опоры для горизонтального размещения испытываемого железобетонного элемента, закрепленные на раме. Содержит упоры в виде полок, установленные на раме с обоих торцов железобетонного элемента и гидравлический домкрат. Как и в прототипе, первый из упоров упирается в один торец железобетонного элемента, а во второй торец железобетонного элемента упирается гидравлический домкрат. Для регистрации результатов стенд снабжен набором измерительных приборов.
В отличие от прототипа согласно полезной модели стенд снабжен набором металлических пластин, расположенных под корпусом гидравлического домкрата и между корпусом гидравлического домкрата и стенками рамы, выполненной, например, из швеллеров. Причем гидравлический домкрат расположен между вторым упором и торцом железобетонного элемента с возможностью смещения в горизонтальном и вертикальном направлении посредством смены местоположения металлических пластин. Гидравлический домкрат упирается в торец железобетонного элемента через полусферическую металлическую насадку. Отличием также является то, что с противоположного гидравлическому домкрату торца железобетонного элемента упор (первый упор) выполнен в виде вертикальной полки с матрицей полусферических пазов и закреплен на раме с возможностью горизонтального перемещения вдоль продольной оси железобетонного элемента с последующей фиксацией. Шаг между пазами матрицы равен толщине металлических пластин, а торец железобетонного элемента упирается в полусферический паз матрицы посредством металлического шарика.
Упорами могут служить полки уголков, которые закреплены на раме с обоих торцов железобетонного элемента. Матрица с полусферическими пазами расположена на одной из полок уголка.
Существенные признаки, характеризующие заявляемую полезную модель, в указанной совокупности, в известных источниках информации не обнаружены, что подтверждает новизну полезной модели.
Предложенная конструкция стенда позволяет получить напряженно-деформированное состояние в результате статического испытания железобетонного элемента на продольное внецентренное и косое внецентренное сжатие с полным разрушением конструкции.
Полезная модель пояснена чертежами. На фиг. 1 представлена конструкция заявляемого стенда для статических испытаний железобетонных элементов на продольное внецентренное и косое внецентренное сжатие. На фиг. 2 представлен вид A-A фиг. 1, на котором показан железобетонный элемент, опертый через металлический шарик на первый упор с одной стороны, а с другой, через полусферическую металлическую насадку, на гидравлический домкрат, упирающийся вторым концом во второй упор.
На фиг. 3 представлен разрез 1-1 фиг. 2, на котором показана матрица полусферических пазов первого упора.
Конструкция стенда состоит из установленной на опорных стойках 1 рамы 2, на которой расположены опоры 3 для горизонтального размещения железобетонного элемента 4, упоры 6, 8 в виде полок уголков, установленных на раме с обоих торцов железобетонного элемента, причем первый упор 6, которым является вертикальная полка уголка, выполнен с матрицей полусферических пазов 9 (фиг. 3), упирается в один торец железобетонного элемента посредством металлического шарика 5, а второй упор 8 упирается в корпус гидравлического домкрата 7, который, в свою очередь, упирается в другой торец железобетонного элемента через полусферическую металлическую насадку 12, установленную на поршне 11 домкрата 7. Стенд снабжен набором металлических пластин 10, расположенных под корпусом гидравлического домкрата и между корпусом гидравлического домкрата 9 и стенками рамы 2. Стенд укомплектован стандартным комплектом измерительных приборов.
Полезная модель промышленно применима, ее можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.
Работа устройства заключается в следующем. Испытываемый железобетонный элемент 4 устанавливается на опоры 3, расположенные на раме 2, зафиксированной между двумя опорными стойками 1. Одна сторона испытываемого железобетонного элемента опирается через металлический шарик 5 на первый упор 6 в паз матрицы 9. Другая сторона испытываемого железобетонного элемента опирается через металлическую насадку 12 в виде полусферы на домкрат 7, установленный на втором упоре 8, закрепленном на раме 2. Статическая нагрузка на испытываемый железобетонный элемент передается гидравлическим домкратом 7. Положение точки приложения нагрузки относительно центра тяжести поперечного сечения железобетонного элемента в горизонтальном и вертикальном направлениях в соответствии с заданным эксцентриситетом приложения нагрузки на испытываемый железобетонный элемент регулируется: на первом упоре путем перемещения металлического шарика в пределах пазов матрицы и установки его в соответствующий заданному эксцентриситету паз, а на втором упоре - перемещением домкрата посредством сменных металлических пластин. Испытания проводят до полного разрушения. Для установки металлического шарика 5 паз матрицы 9 упор 6 перемещают вдоль рамы 2, освобождая торец железобетонного элемента. Металлический шарик 5 устанавливается в паз и упор 6 сдвигают к торцу железобетонного элемента и закрепляют на раме 2. Для регистрации результатов испытаний используется стандартный комплект измерительных приборов, подключенный к компьютерной измерительной системе. Выполнение одного из упоров в виде матрицы полусферических пазов и возможность изменения точки приложения нагрузки от домкрата, меняя местоположение сменных пластин, позволит варьировать в широком диапазоне схемы испытания железобетонного элемента на продольное внецентренное и косое внецентренное сжатие.