УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
DEVICE TO CONTROL STRENGTH OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

Изобретение относится к области испытаний строительных материалов и конструкций, а именно к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств.
Известна экспериментальная установка для испытания балочных конструкций, содержащая временный сборно-разборный стенд, нагружающее устройство, в виде стандартного пресса, силоизмерительное устройство и опорные конструкции / Патент РФ 2351910 Экспериментальная установка для испытания балочных конструкций. / ОрелГТУ; Колчунов В.И., Скобелева Е.А. - заявка №2007142054, - заявл. 13.11.2007, опубл. 10.04.2008/.
Недостатком данного устройства является то, что при длительном режиме испытаний, когда проявляются неупругие свойства железобетона (деформирование без изменения нагрузки - ползучесть), применение гидравлического стандартного пресса требует специального программного обеспечения для поддержания постоянного усилия. Регулирование усилия вручную не позволяет получить достоверные результаты при длительных испытаниях. Недостатком устройства является также невозможность ее размещения в климатической камере для испытаний с постоянным температурно-влажностным режимом, который необходим при проведении испытаний образцов. Кроме того, предлагаемое устройство рассчитано на испытание только одного образца.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является экспериментальная установка, состоящая из силовой рамы, гидравлического домкрата для создания усилия, тяжей и ригеля. Такая установка компактна, позволяет наблюдать за развитием прогибов и трещин в образце при кратковременных испытаниях и может быть размещена в небольшой климатической камере /Установка для испытания балок на изгиб. В кн. Г.В. Мурашкина, А.И. Снегиревой - Лабораторный практикум по железобетонным и каменным конструкциям: учебное пособие для Вузов. -М.: Изд-во АСВ, 2006. - С.9. рис.2.1. и 2.2/. Принят за прототип.
Недостатком этой экспериментальной установки является возможность проводить испытания только одного образца, с созданием усилия гидравлическим домкратом, которое удерживать постоянным без сложного автоматизированного контроля в течение длительных испытаний не представляется возможным.
Сущность изобретения - упрощение испытательного процесса, снижение погрешностей при проведении испытаний образцов, упрощение конструкции установки для испытаний, расширение ее эксплуатационных возможностей и упрощение ее обслуживания.
Технический результат изобретения - получение достоверных результатов при проведении испытаний образцов на поперечный изгиб или продольное сжатие при различных схемах нагружения как при длительных, так и кратковременных, в том числе и при длительных испытаниях на ползучесть.
Технический результат достигается тем, что известное устройство для контроля прочности железобетонных конструкций, включающее силовую раму из штанг и закрепленных на ней с помощью гаек ригелей, траверсу с центрирующими опорами, гидравлический домкрат, содержит дополнительный ригель, дополнительную траверсу, грузовую консоль с уровнем и страховочные рейки, прикрепленные к неподвижным ригелям, при этом дополнительный ригель, расположен между неподвижными верхним и нижним ригелями с возможностью перемещения при малых усилиях посредством гаек и упорных подшипников, расположенных между верхней гайкой и ригелем, а при больших - с помощью установленного на нем домкрата, причем один конец грузовой консоли расположен между траверсами, а второй - оснащен грузовой платформой; при этом для испытания балок на поперечный изгиб один образец укладывается на нижний ригель, а второй - на верхнюю траверсу с опорой на дополнительный ригель через центрирующие опоры, расположенные с расчетным эксцентриситетом.
Для испытания на продольное сжатие образцы устанавливаются вертикально один над другим с опорой через центрирующие опоры с расчетным эксцентриситетом на один конец грузовой консоли, свободный от грузовой платформы, между нижним и дополнительным ригелями.
Изобретение поясняется фиг.1 и фиг.2.
На Фиг.1 изображена установка для контроля прочности при проведении испытаний на поперечный изгиб железобетонных балок при кратковременных и длительных нагрузках, где приняты следующие обозначения: штанга - 1, гайка - 2, верхний ригель - 3, средний ригель - 4, нижний ригель - 5, упорные подшипники - 6, образец - железобетонная балка - 7, груз - 8, грузовая консоль - 9, верхняя траверса - 10, нижняя траверса - 11, центрирующая опора - 12, гидравлический домкрат - 13, страховочная рейка - 14, грузовая платформа - 15, уровень - 16.
На Фиг.2 изображена установка контроля прочности при проведении испытаний на продольное сжатие бетонных призм, где отмечены: гидравлический домкрат - 13, уровень - 16, образец - бетонная призма - 17.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Испытание образцов на поперечный изгиб при кратковременных и длительных нагрузках (Фиг.1).
На четырех штангах 1 с помощью гаек 2 закреплены верхний ригель 3, средний ригель 4 и нижний ригель 5. Между верхними гайками 2 и средним ригелем 4 установлены упорные подшипники 6, обеспечивающие регулировку положения среднего ригеля 4 при малом усилии на испытываемые изгибаемые образцы - железобетонные балки 7.
Перед испытанием сначала устанавливается образец - железобетонная балка 7 с центрирующими опорами 12 на нижний ригель 5, на нее устанавливают нижнюю траверсу 11 с центрирующими опорами 12. Далее на нижнюю траверсу 11 устанавливается грузовая консоль 9 с центрирующими опорами 12, которая поддерживается при монтаже в горизонтальном положении. Затем на грузовую консоль 9 устанавливается с центрирующими опорами 12 верхняя траверса 10, а на нее устанавливается еще один образец - железобетонная балка 7, которая прижимается через центрирующие опоры средним ригелем 4. Центрирующие опоры расположены с расчетным эксцентриситетом. Для исключения потери устойчивости из плоскости при установке образцов - железобетонных балок 7 или при их разрушении в процессе испытания, к верхнему ригелю - 3 и нижнему ригелю - 5 крепятся с двух сторон страховочные рейки 14 с зазором по отношению к испытываемым образцам.
После установки испытываемых образцов - железобетонных балок 7, на грузовую платформу 15 устанавливается расчетная масса груза 8. По мере загружения образцы - железобетонные балки 7 прогибаются и грузовая консоль 9 отклоняется от горизонтального положения. Для поддержания грузовой консоли 9 в горизонтальном положении при малых усилиях гайками 2 перемещают средний ригель 4, добиваясь горизонтального положения грузовой консоли 9, используя уровень 16. Фиксация положения среднего ригеля 4 и грузовой консоли 9 при малых нагрузках осуществляется посредством простого завинчивания гаек 2, что облегчается упорными подшипниками 6. При произведении значительных нагрузок положение среднего ригеля регулируется с помощью гидравлического домкрата 13. Поддержание грузовой консоли 9 в горизонтальном положении необходимо для передач на образцы только вертикального усилия.
Нагружение образцов - железобетонных балок 7 осуществляется посредством статического усилия от груза 8, передаваемого посредством грузовой консоли 9 на верхнюю траверсу 10 и нижнюю траверсу 11 через центрирующие опоры 12.
Испытание образцов на продольное сжатие при кратковременных и длительных нагрузках (Фиг.2).
Для проведения испытаний образцов на продольное сжатие образцы устанавливаются вертикально один над другим между нижним и дополнительным ригелями. Каждый образец одним концом упирается через центрирующую опору с расчетным эксцентриситетом на свободный от грузовой платформы конец грузовой консоли. Загружение образцов и поддерживание грузовой консоли в горизонтальном положении производится также как и при проведении испытаний образцов на поперечный изгиб.
Преимущества предлагаемого изобретения:
- Предлагаемое устройство для испытаний компактно и позволяет анализировать состояние двух железобетонных образцов, находящихся в одинаковых климатических и временных условиях в течение длительного периода, загруженных постоянной статической нагрузкой, с регулировкой положения грузовой консоли и ригелей.
- Использование статического груза обеспечивает получение точных экспериментальных данных испытаний образцов при различных схемах загружения, в том числе и при длительных испытаниях на ползучесть.
- Применение упорных подшипников позволяет улучшить условия центровки образцов, выбрать холостой ход и осуществить выравнивание положения грузовой консоли при малых загружениях.
- Использование гидравлического домкрата позволяет осуществить выравнивание положения грузовой консоли при значительных загружениях.