УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПОРНОЙ РЕАКЦИИ С ПОДАТЛИВОЙ ОПОРОЙ

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 нагружениях[ с учетом податливости опор.
Аналогом заявляемого является устройство для измерения опорных реакций (патент на полезную модель RU №156561), содержащее смонтированную на силовом полу жесткую опору, установленный на жесткой опоре металлический сборный каркас из двух соединенных вертикальными направляющими элементов. Верхний элемент выполнен в виде пластины и установлен с возможностью вертикального перемещения. Устройство содержит вставку, выполненную в виде податливой сминаемой опоры, расположенную между элементами сборного каркаса, силоизмеритель (датчик опорных реакций), расположенный в жесткой опоре, и опорный ролик. Жесткая опора, силоизмеритель и нижний элемент сборного каркаса выполнены цилиндрической формы, при этом силоизмеритель размещен внутри жесткой опоры, а нижний элемент сборного каркаса установлен на оголовке силоизмерителя соосно с жесткой опорой и с возможностью вертикальных перемещений. Опорный ролик жестко зафиксирован или установлен свободно между ограничителями горизонтального перемещения, закрепленных на верхней пластине сборного каркаса. Вертикальные направляющие сборного каркаса закреплены на верхней пластине с помощью резьбового соединения и свободно установлены в пазах нижнего элемента. Жесткая опора смонтирована при помощи болтовых соединений на опорной плите, зафиксированной на силовом полу посредством тяжей. Вставка может быть выполнена в виде податливой, упругой, жесткой или иной опоры или же отсутствовать вообще.
Это устройство позволяет измерить величину опорной реакции при статическом и кратковременном динамическом нагружении, в том числе с учетом опорной реакции податливых, упругих и жестких вставок
Однако данное техническое решение не позволяет оценить величину опорной реакции, воспринимаемой непосредственно податливой опорой.
За прототип принято устройство, позволяющее измерить опорные реакции (патент на полезную модель RU № 161908), содержащее смонтированные на силовом полу жесткие и податливые опоры для испытуемой конструкции, ролик, закрепленный на сборном каркасе неподвижно или с возможностью поворота, датчики опорных реакций, установленные на жесткой опоре. Сборный каркас выполнен в виде металлических пластин, верхняя из которых выполняет функцию верхней силовой плиты, соединенных между собой с помощью вертикальных направляющих, причем верхняя пластина закреплена на вертикальных направляющих с возможностью вертикального перемещения, а податливые опоры в виде сминаемых вставок расположены внутри сборного каркаса. Жесткая опора выполнена в виде опорной плиты, жестко закрепленной на силовом полу посредством тяжей, на которой установлен ряд пластин. Сверху ряда пластин установлена силовая плита, которая является нижней силовой плитой устройства. Нижняя силовая плита через ряд пластин жестко закреплена на опорной пластине посредством тяжей. На нижней силовой плите жесткой опоры через датчики опорных реакций установлен сборный каркас. Для точной вертикальной и надежной установки датчиков опорных реакций на нижней силовой плите и нижней металлической пластине сборного каркаса закреплены кольца, в которых размещаются датчики опорных реакций.
Это устройство позволяет измерить величину опорной реакции при статическом и кратковременном динамическом нагружении, в том числе с учетом опорной реакции податливых, упругих и жестких вставок.
Однако данное техническое решение не позволяет оценить величину опорной реакции воспринимаемой непосредственно податливой опорой.
Техническая проблема заключается в получении достоверной информации о величине воспринимаемого усилия податливой опорой в процессе нагружения конструкции, при статических и кратковременных динамических испытаниях.
Технический результат при реализации полезной модели заключается в получении величины воспринимаемого усилия податливой опоры в процессе смятия ее при помощи установленных датчиков перемещения.
Технический результат достигается следующим образом.
Заявляемое устройство для измерения опорной реакции с податливой опорой, как и прототип, содержит жесткую опору, состоящую из опорной плиты, жестко закрепленной посредством тяжей на силовом полу, пластин, уложенных на опорной плите друг на друга, и силовой плиты, размещенной на пластинах и закрепленной посредством тяжей через пластины на опорной плите. Содержит сборный каркас, выполненный из двух металлических пластин, соединенных между собой с помощью вертикальных направляющих, на которых верхняя пластина сборного каркаса закреплена с возможностью вертикального перемещения. Как и в прототипе, имеется податливая опора, расположенная горизонтально внутри сборного каркаса. На верхней пластине сборного каркаса неподвижно или с возможностью поворота установлен ролик. Между силовой плитой жесткой опоры и нижней пластиной сборного каркаса установлены два цилиндрических датчика опорных реакций. Для их установки в силовой плите жесткой опоры и нижней пластине сборного каркаса закреплены кольца.
В отличие от прототипа заявляемое устройство дополнительно содержит датчики перемещения, которые установлены с обеих сторон сборного каркаса. Один конец каждого из датчиков перемещения закреплен жестко непосредственно на нижней пластине сборного каркаса, а второй тоже жестко через дополнительную крепежную вертикальную пластину - на верхней пластине сборного каркаса.
Податливая опора может быть выполнена из одной или нескольких сминаемых вставок. Ролик может быть установлен на верхней пластине сборного каркаса как неподвижно, так и с возможностью поворота.
Установка датчика перемещения позволяет получить точную информацию по деформированию податливой опоры в процессе нагружения и получить численное значение воспринимаемой нагрузки податливой опорой. При наличии двух датчиков перемещений повышается достоверность результатов.
Совокупность существенных признаков, характеризующая заявляемую полезную модель, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.
Полезная модель пояснена чертежом, на котором приведен общий вид устройства для измерения опорной реакции.
Конструкция устройства содержит смонтированные на силовом полу 1 жесткую 2 и податливую 3 опоры для испытуемой конструкции 4, ролик 5, закрепленный на сборном каркасе 6 неподвижно или с возможностью поворота, датчики опорных реакций 7, установленные на жесткой опоре 2. Сборный каркас 6 выполнен в виде нижней металлической пластины 9 и верхней металлической пластины 8, 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 податливая опора в виде сминаемой вставки 3 расположена внутри сборного каркаса 6. Податливая опора может быть выполнена в виде нескольких сминаемых вставок 3. Устанавливаются симметрично датчики перемещения 11 на шпильки 12, одна из которых закреплена посредством резьбового соединения на металлической пластине 9, а вторая через крепежную вертикальную пластину 13 закреплена к металлической пластине 8. Жесткая опора 2 выполнена в виде опорной плиты 14, жестко закрепленной на силовом полу 1 посредством тяжей 15, на которой установлен ряд пластин 16. Сверху ряда пластин 16 установлена силовая плита 17, которая является нижней силовой плитой устройства. Нижняя силовая плита 17 жестко закреплена на опорной пластине 14 посредством тяжей 18. На нижней силовой плите 14 жесткой опоры 2 через датчики опорных реакций 7 установлен сборный каркас 6, включающий подвижную пластину 8, соединенную вертикальными направляющими 10 с нижней пластиной 9. Для точной вертикальной и надежной установки датчиков опорных реакций 7 на силовой плите 17 жесткой опоры и нижней металлической пластине 9 сборного каркаса закреплены кольца, в которых размещаются датчики опорных реакций 7.
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 податливую опору 3. Ролик 5 в зависимости от расчетной схемы испытаний устанавливается неподвижно или с возможностью поворота. Значение опорной реакции определяется при помощи датчиков опорной реакции 7. Одновременно снимаются показания датчиков перемещения 11. По показаниям последних и значениям опорных реакций можно судить о доле воспринимаемой податливой опорой нагрузки. Измеряя показания датчиков перемещения в процессе смятия податливой опоры (сминаемой вставки) под действием прилагаемой нагрузки строится график деформирования опоры во времени, на основании которого производится расчет реакции, воспринятой податливой 3 опорой.