СТЕНД ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ИЗГИБ С РАЗРУШЕНИЕМ ПО НОРМАЛЬНЫМ И НАКЛОННЫМ СЕЧЕНИЯМ

Полезная модель относится к испытательной технике, к стендам для обеспечения статических испытаний железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальным и наклонным сечениям.
Аналогом заявляемого устройства является устройство для создания напряженно-деформированного состояния изгибаемых железобетонных элементов (Испытания железобетонных конструкций: Учеб. Пособие. - Красноярск: КрасГАСА, 2000. - 133 с. - 34 с, 67 с). Данное устройство для создания напряженно-деформированного состояния изгибаемых железобетонных элементов содержит основание и закрепленные на нем стойки, на которых закреплены опоры, ограничивающие перемещения железобетонного элемента сверху, а снизу опертым через валики, установленные на распределительной траверсе, опертой через полусферический наконечник на домкрат, установленный на основании.
Данное устройство позволяет проводить статические испытания железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальным и наклонным сечениям. Однако конструкция стенда не позволяет оценить напряженно-деформированное состояние испытываемых железобетонных элементов.
За прототип принят стенд для статических испытаний железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальному сечению (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. - 9 с). Стенд для статических испытаний железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальному сечению содержит раму, установленную на опорные стойки, горизонтально установленный на ней железобетонный элемент, ограниченный сверху двумя опорами трапециевидного сечения, размещенными с обоих его концов на шпильках, закрепленных на раме. Нижние опоры под железобетонным элементом выполнены в виде валиков, зафиксированных на распределительной траверсе, опертой на гидравлический домкрат, установленный в нижней части рамы.
Данный стенд позволяет проводить статические испытания железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальному сечению. Однако конструкция стенда не позволяет оценить значения опорных реакций, возникающих при испытании железобетонных элементов с разрушением по нормальным и наклонным сечениям.
Задача полезной модели - расширение области исследования при статических испытаниях железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальным и наклонным сечениям путем возможности изменения схемы проведения испытаний.
Технический результат заключается в получении и оценке напряженно-деформированного состояния железобетонных элементов при изгибе с разрушением по нормальным и наклонным сечениям.
Технический результат и решение задачи достигаются следующим образом. Заявляемый стенд, как и прототип, содержит раму, установленную на опорные стойки, горизонтально установленный на ней железобетонный элемент, ограниченный сверху двумя опорами, размещенными с обоих его концов на шпильках, закрепленных на раме, нижние опоры для железобетонного элемента, выполненные в виде подвижных валиков, установленных на распределительной траверсе, опертой на гидравлический домкрат, установленный в нижней части рамы
В отличие от прототипа шпильки под опоры закреплены на раме с возможностью обеспечения пошагового перемещения вдоль продольной оси железобетонного элемента с последующей фиксацией, а размещенные на шпильках верхние опоры выполнены в виде стержня квадратного сечения с одного конца железобетонного элемента, а с другого конца - круглого сечения и снабжены наклеенными на них полумостовыми датчиками, которые позволяют измерять опорные реакции, каждый из которых состоит из двух тензорезисторов, рабочего, установленного по оси симметрии опоры и компенсационного, установленного перпендикулярно и в непосредственной близости от рабочего, а каждый полумостовой датчик закрыт теплоизоляционной пластиной, при этом распределительная траверса оперта на гидравлический домкрат через полусферический наконечник. Домкрат может быть установлен в металлический короб, который жестко закреплен на нижней поверхности рамы. Для обеспечения пошагового перемещения шпилек с верхними опорами вдоль продольной оси в раме могут быть выполнены отверстия для закрепления концов шпилек после их перемещения на заданный шаг.
Существенные признаки, характеризующие заявляемую полезную модель, в указанной совокупности, в известных источниках информации не обнаружены, что подтверждает новизну полезной модели.
Применение стенда позволяет получить и оценить напряженно-деформированное состояние в результате статического испытания железобетонного элемента на изгиб с разрушением по нормальным и наклонным сечениям.
Полезная модель пояснена чертежом, на котором представлена конструкция заявляемого стенда для статических испытаний железобетонных элементов на изгиб с разрушением по нормальным и наклонным сечениям. На узлах А и Б показано расположение тензорезисторов и теплоизоляционной пластины относительно осей симметрии опор. На разрезе центральной части стенда показано опирание распределительной траверсы на домкрат через полусферический наконечник.
Конструкция стенда состоит из рамы 1, установленной на опорные стойки 2, горизонтально установленного на ней железобетонного элемента 3, ограниченного сверху двумя опорами 4, 5, размещенными с обоих его концов на шпильках 6, закрепленных на раме 1. Нижние опоры 7, выполненные в виде подвижных валиков, установлены на распределительной траверсе 8, опертой на гидравлический домкрат 9, установленный в нижней части рамы  1. При этом шпильки 6 закреплены на раме 1 с возможностью обеспечения пошагового перемещения вдоль продольной оси железобетонного элемента 3 с последующей фиксацией, а верхние опоры 4, 5 выполнены в виде стержней квадратного 4 и круглого 5 сечения с наклеенными на них полумостовыми датчиками 10, каждый из которых состоит из двух тензорезисторов, рабочего 11, установленного по оси симметрии опоры и компенсационного 12, установленного перпендикулярно и в непосредственной близости от рабочего. Каждый полумостовой датчик закрыт теплоизоляционной пластиной 13. Распределительная траверса 8 оперта на гидравлический домкрат 9 через полусферический наконечник 14.
Домкрат 9 устанавливается в металлический короб 15, который жестко закреплен на нижней поверхности рамы 1. Для обеспечения пошагового перемещения шпилек 6 с верхними опорами 4, 5 вдоль продольной оси в раме 1 выполнены отверстия для закрепления концов шпилек 6 после их перемещения на заданный шаг.
Полезная модель промышленно применима, ее можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.
Работа устройства заключается в следующем. Нагрузка передается от домкрата 9 через полусферический наконечник 14, распределительную траверсу 8 и подвижные валики 7 на горизонтально установленный испытываемый железобетонный элемент 3, ограниченный сверху двумя опорами 4 и 5, закрепленными на шпильках 6, зафиксированных на раме 1 с возможностью их пошагового смещения вдоль продольной оси рамы 1. Испытания проводят до полного разрушения. Возникающие опорные реакции на опорах 4, 5 измеряются при помощи полумостовых датчиков 10, которые подключены к компьютерной измерительной системе. При этом опоры 4, 5 выполнены в виде стержней квадратного 4 и круглого 5 сечения, что позволяет обеспечить условия геометрической неизменяемости и статической определимости системы. Наличие теплоизоляционной пластины 13 обеспечивает устранение появления кажущейся деформации, обусловленной неравномерностью прогрева рабочего 11 и компенсационного 12 тензорезисторов. Разрушение железобетонного элемента по нормальным или наклонным сечениям обеспечивается положением точек приложения нагрузки относительно вертикальной оси симметрии испытываемого железобетонного элемента согласно выбранной схемы испытания, которое регулируется горизонтальным перемещением подвижных валиков 7 по траверсе 6 вдоль продольной оси рамы 1. Изменение точек опирания испытываемого железобетонного элемента 3 осуществляется пошаговым горизонтальным смещением шпилек 6 на раме 1 с закреплением их в отверстиях рамы 1 гайками. Использование шпилек 6 для размещения опор 4, 5 позволяет фиксировать их на разной высоте для испытания железобетонных элементов с различными размерами поперечного сечения.