СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к испытательной технике, и может быть использована для экспериментального определения прочностных и деформационных характеристик материалов плоских конструкций с разными граничными условиями на контуре, работающих на изгиб.
Известно устройство для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб, которое содержит опору с одним нагружающим роликом и опору с двумя опорными роликами [1].
Нагрузка создается точечно. От нагружающего ролика в месте контакта возникают местные деформации смятия, что искажает фактическую работу конструкций и схема нагружения не удовлетворяет расчетным требованиям нормативных документов, в которых прочность, жесткость и трещиностойкость определяется от воздействия равномерно распределенной нагрузки.
Наиболее близким техническим решением является стенд для испытания опертых по контуру железобетонных плит [2]. Стенд содержит силовой пол, на котором жестко закреплены две направляющие и опорные траверсы. На опорных траверсах размещена опорная рама, на которую через роликовые опоры опирается контур железобетонной плиты. По всей площади испытываемой железобетонной плиты через прокладку равномерно распределен резиновый мешок с водой.
Недостатками данного стенда является большая материалоемкость, стационарное его расположение с наличием силового пола и неудобство визуального контроля за прогибом, образованием и раскрытием трещин в бетоне растянутой зоны конструкции.
Задачей данной полезной модели является расширение функциональных возможностей испытательного стенда, реализующего нагружение равномерно распределенной нагрузкой плоских конструкций с различными граничными условиями без устройства силового пола с улучшенной визуализацией процесса деформирования, возможность транспортировать стенд и производить испытания в полевых условиях.
Поставленная задача решается следующим образом.
Создается пространственная рамная конструкция с замкнутым силовым контуром и нагружающее устройство. Силовой контур выполнен из четырех стоек (1), которые соединяются между собой верхней платформой (2) и перемычками (3), образуя пространственную рамную конструкцию. На замкнутый контур платформы устанавливается испытываемая конструкция (4), на перемычки - опорный щит (5), на который укладывается нагружающее устройство в виде мешка из прорезиненной ткани (6). Болтовым соединением на платформе закрепляется плоская рама (7) и через шаровые опоры (8), обеспечивающие граничные условия по периметру, обжимается испытываемая плоская конструкция (4). При подаче под давлением в силовой мешок воздуха от компрессора равномерно распределенная нагрузка с одной стороны прикладывается на всю площадь испытываемой конструкции, деформации которой контролируются с помощью приборов, с другой стороны нагрузка воспринимается жестким опорным щитом (5). Противоположно направленные и равные по величине усилия замыкаются на стойках рамы, образуя самоуравновешенную систему.
Испытание плоских конструкций на изгиб из различных материалов на изгиб с опиранием по контуру, трем или двум противоположным сторонам по балочной схеме обеспечивается путем приложения равномерно распределенной нагрузки по всей площади испытываемой конструкции сжатым воздухом, подаваемым в мешок из прорезиненной ткани, таким образом, что равновесие действующих в противоположных направлениях сил достигается не анкеровкой опорного щита с помощью дополнительных устройств (силового пола, свай и т.д.) в стационарных условиях, а в замкнутом контуре, созданного в конструкции стенда.
Замкнутый силовой контур исключает необходимость крепления стоек рамы к силовому полу и позволяет производить наблюдения и измерения деформаций конструкции на визуально удобной заданной высоте. Конструкция стенда разборная и может транспортироваться к месту испытаний.
На фиг. 1 изображен вид сверху стенда для испытания плоских конструкций.
На фиг. 2 изображен вид сбоку стенда для испытания плоских конструкций.
На фиг. 3 изображен разрез стенда для испытания плоских конструкций.
Источники информации:
1. Еремичев А.А., Криштал М.М., Караванова А.А., Мерсон Е.Д., Полуянов В.A. (RU). Устройство для испытания плоских образцов на трехточечный изгиб. Патент России (RU) №104314 10.05.2011;
2. Кумпяк О.Г., Однокопылов Г.И., Галяутдинов З.Р., Максимов В.Б. (RU) Стенд для испытания опертых по контуру железобетонных плит. Патент России (RU) №128716 27.05.2013.