СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ МОДЕЛЕЙ БАЛОК С ГИБКОЙ СТЕНКОЙ ПРИ СОСРЕДОТОЧЕННОЙ НАГРУЗКЕ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к механическим испытаниям балок, в частности к способам испытания строительных конструкций, и может быть использована для испытания маломасштабных жестко защемленных и шарнирно опертых балочных моделей на несущую способность при трехточечном изгибе.
За ближайший аналог принят стенд для испытания на местную устойчивость и несущую способность моделей балок (патент на полезную модель № RU 178359 U1). Данный стенд содержит основание, опоры для балки, силонагружатель, две вертикально ориентированные стойки, установленные на основании и соединенные сверху траверсой, а на внутренних стенках стоек закреплены опоры U-образной формы для модели балки, причем стойки закреплены на основании и траверсе с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними, силонагружатель, выполненный в виде С-образной скобы, связанной с верхним и нижним талрепами, фиксирующими скобу на модели балки, при этом верхний талреп связан с динамометром, закрепленным на траверсе, а нижний талреп, оснащенный стопором от вращения, связан с талрепом, обеспечивающим нагружение модели балки, который в свою очередь связан с основанием, кроме того, стенд оснащен прикрепленной к основанию задней панелью, на которой закреплены индикаторы, фиксирующие деформацию модели балки, и стопор для нижнего талрепа.
Недостаток вышеописанного стенда заключается в том, что он не позволяет производить испытание стальных балочных моделей на несущую способность при трехточечном изгибе из-за недостаточной величины сосредоточенной силы.
Полезная модель решает проблему создания стенда для проведения испытаний моделей балок на несущую способность за счет конструктивных изменений, обеспечивающих кратное увеличение нагрузки на балочную модель.
Для получения необходимого технического результата стенд для испытаний моделей балок, содержащий основание, две вертикально ориентированные стойки, установленные на основании с возможностью продольного перемещения и соединенные сверху траверсой, с размещенными на них опорами U-образной формы, силонагружатель, талреп, обеспечивающий нагружение балочной модели, и прикрепленные к одной из стоек индикаторы, фиксирующие деформации модели балки, предлагается основание стенда изготовить Т-образной формы в горизонтальной плоскости с дополнительной вертикальной стойкой, соединенной жестко с основанием и с траверсой, в верхнем точке дополнительной вертикальной стойки разместить шарнирную опору с расположенным в ней подшипником качения, на который опирается разноплечее коромысло, расположенное в вертикальной плоскости, проходящей через середину траверсы, к длинному плечу коромысла крепится динамометр, соединенный через стержневую тягу (цепь) с нагружающим талрепом, нижний конец которого шарнирно соединен с Т-образным основанием, а к короткому плечу коромысла крепится через стержневую тягу (цепь) силонагружатель П-образной формы, располагаемый на испытуемой балке посредине пролета для обеспечения возможности приложения к балке сосредоточенной силы.
На Фиг. 1 представлена общая конструкция предлагаемого стенда, на которой приняты следующие обозначения:
1 - траверса;
2 - динамометр;
3 - опора U-образной формы;
4 - силонагружатель;
5 - модель балки;
6 - талреп, обеспечивающий нагружение модели;
7 - стержневая тяга (цепь);
8 - основание Т-образной формы;
9 - вертикальная стойка;
10 - прорези продольные;
11 - стойки несущие;
12 - опорный подшипник качения;
13 - индикаторы;
14 - разноплечее коромысло;
На основании 8 установлены две вертикально ориентированные несущие стойки 11, соединенные сверху траверсой 1, а в стойках 11 закреплены опоры 3 U-образной формы, обеспечивающие шарнирное опирание опорных участков модели балки 5. Стойки 11 закреплены на основании 8 и траверсе 1 с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними. Для обеспечения возможности продольного перемещения стоек на основании 8 и траверсе 1 выполнены прорези 10 для взаимодействия с выступами (не показаны) на стойках 11. Обозначенное соединение стоек 11, основания 8 и траверсы 1 является одним из известных быстро разборных соединений. Использование такого соединения делает стенд мобильным.
Силонагружатель 4 предлагаемого стенда выполнен в виде равноплечей скобы П-образной формы, через которую на балку 5 передается нагрузка. Силонагружатель 4 связан с помощью стержневой тяги 15 с коротким плечном коромысла 14, которое в свою очередь через опорный подшипник качения 12 опирается на вертикальную стойку 9. Талреп 6, обеспечивающий нагружение модели балки, связан с основанием Т-образной формы 8 и с помощью стержневой тяги (цепь) 7 связан с динамометром 2, который в свою очередь соединен с длинным плечом коромысла 14.
Стенд оснащен прикрепленными к одной из стоек индикаторами 13, фиксирующими деформации модели балки 5. Индикаторы 13 могут быть, например, часового типа. При помощи индикаторов 13 фиксируют выпучивание стенки модели 5 в зоне местной потери устойчивости и прогиб модели 5 в процессе нагружения до полной потери несущей способности.
Для проведения испытания первоначально необходимо выполнить продольное перемещение стоек 11 стенда, заложить в опоры 3 балочную модель 5, и зафиксировать стойки 11 на расстоянии, необходимом для испытания соответствующей длины модели балки 5. Передача сосредоточенной нагрузки на модель 5 балки осуществляется через силонагружатель 4, связанный в верхней части через стержневую тягу (цепь) 15 с коротким плечом коромысла 14. После выполнения расположения силонагружателя 4 на модели балки 5 выполняется нагружение, которое осуществляется путем поворота муфты талрепа 6. При повороте муфты талрепа 6 контролируют показания индикаторов 13, с помощью которых определяется момент потери местной устойчивости или момент потери несущей способности модели балки 5. Величина силы, при которой происходит потеря местной устойчивости или потеря несущей способности модели балки 5, определяется по показаниям динамометра 2, нагрузка на который передается через стержневую тягу (цепь) 7, соединенную с талрепом 6. Усилие нагружения создается за счет тянущего усилия, возникающего при повороте муфты талрепа 6. При снятии показаний с динамометра 2 учитывают кратное увеличение величины нагрузки в зависимости от соотношения длин длинного и короткого плеч коромысла.
Таким образом, в отличие от ближайшего аналога конструктивные изменения стенда обеспечивают нагружение балочной модели по схеме трехточечного изгиба с кратным увеличением сосредоточенной силы для проведения испытаний моделей балок на несущую способность. Конструкция стенда является мобильной, может быть легко собрана/разобрана и транспортирована. Конструкция стенда проста в изготовлении за счет применения стандартных комплектующих, таких как двутавры, талрепы, динамометр и т.п.