СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА МЕСТНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ И НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ МОДЕЛЕЙ БАЛОК

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 балочных моделей на местную устойчивость и несущую способность.
За ближайший аналог принят стенд для испытания балок на прочность (авторское свидетельство СССР № 1506330, кл. G01N 3/36). Данный стенд представляет собой станину, на которой установлены две опоры (подвижная и неподвижная) и силонагружатели, выполненные в виде двух П-образных нераздвижных силовых рам. На опоре, жестко закрепленной на станине, установлено с возможностью качания относительно прямой, соединяющей центры опор, коромысло, на плечах которого размещены винтовые опоры с измерителем угла наклона коромысла и фиксатором его положения. Испытуемая балка устанавливается на опоры симметрично продольной оси стенда, коромысло поворачивается так, что контакт с балкой происходит по всей ее ширине. В этом положении коромысло закрепляется фиксаторами, замеряется величина отклонения балки от нулевой плоскости, таким образом, контролируется качество балки.
Недостаток вышеописанного стенда заключается в том, что он не позволяет производить испытание стальных балок на местную устойчивость и несущую способность, т.к. нагружение балки производится по схеме четырехточечного изгиба, кроме того, стенд является довольно сложной и недостаточно мобильной конструкцией.
Полезная модель решает проблему создания стенда для проведения испытаний моделей балок на местную устойчивость и несущую способность за счет конструктивных изменений, обеспечивающих нагружение по схеме трехточечного изгиба с возможностью приложения сосредоточенной нагрузки в заданной точке верхнего пояса испытуемой модели балки.
Для получения необходимого технического результата стенд для испытаний моделей балок, содержащий основание, опоры для балки, силонагружатель, предлагается оборудовать двумя вертикально ориентированными стойками, которые установить на основании и соединить сверху траверсой, а на внутренних стенках стоек предлагается закрепить опоры U-образной формы для модели балки. Стойки предлагается закрепить на основании и траверсе с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними. Силонагружатель предлагается выполнить в виде С-образной скобы и связать с верхним и нижним талрепами, фиксирующими скобу на модели балки, при этом верхний талреп предлагается связать с динамометром, закрепленным на траверсе, а нижний талреп, оснащенный стопором от вращения, связать с талрепом, обеспечивающим нагружение модели балки, который в свою очередь связать с основанием.
Кроме того, стенд предлагается оснастить прикрепленной к основанию задней панелью, на которой закрепить индикаторы, фиксирующие деформацию модели балки, и стопор для нижнего талрепа.
Стойки, основание и траверса могут быть связаны быстроразборными соединениями.
На чертеже представлена конструкция предлагаемого стенда, на которой приняты следующие обозначения:
1 - траверса;
2 - динамометр;
3, 6 - талрепы, обеспечивающие фиксацию модели в ненагруженном состоянии;
4 - скоба С-образная нагружающая;
5 - модель балки;
7 - талреп, обеспечивающий нагружение модели;
8 - основание;
9 - стопор;
10 - прорези продольные;
11 - стойки несущие;
12 - опоры шарнирные боковые U-образного профиля для модели балки;
13, 14 - индикатор;
15 - держатель;
16 - задняя панель.
На основании 8 установлены две вертикально ориентированные стойки 11, соединенные сверху траверсой 1, а на внутренних стенках стоек 11 закреплены опоры 12 U-образной формы для модели 5 балки. Опоры 12 целесообразнее выполнить шарнирными. Стойки 11 закреплены на основании 8 и траверсе 1 с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними, для чего на основании 8 и траверсе 1 могут быть выполнены прорези 10 для взаимодействия с выступами (не показаны) на стойках 11. Предлагаемое соединение стойки, основания и траверсы является одним из известных быстроразборных соединений. Использование такого соединения делает стенд мобильным.
Силонагружатель предлагаемого стенда выполнен в виде С-образной скобы 4, которая связана с верхним талрепом 3 и нижним талрепом 6. Верхний талреп 3 связан с динамометром 2, связанным с траверсой 1. С-образная скоба 4 в ненагруженном состоянии фиксируется на модели 5 балки талрепами 3 и 6 в заданном месте. Одновременно опоры 12, как и С-образная скоба 4, предотвращают боковое опрокидывание модели 5 балки, т.е. потерю устойчивости при плоской форме изгиба. Нижний талреп 6 связан с талрепом 7, обеспечивающим нагружение модели 5 балки и связанным с основанием 1. Талреп 6 фиксируется от вращения стопором 9, например, представляющим собой П-образный хомут.
Стенд оснащен прикрепленной к основанию 8 задней панелью 16, на которой закреплены индикаторы 13 и 14, фиксирующие деформацию модели балки, и стопор 9 для нижнего талрепа 6. Индикаторы 13 и 14 могут быть, например, часового типа. Индикаторы 13, 14 установлены на держателе 15, который закреплен на задней панели 16. При помощи индикаторов 13 и 14 фиксируют выпучивание стенки модели 5 в зоне местной потери устойчивости и прогиб модели в процессе нагружения до полной потери несущей способности.
Для проведения испытания первоначально необходимо выполнить продольное перемещение стоек 11 стенда, установив их на расстояние необходимое для испытания соответствующей длины модели 5 балки. Затем в боковые шарнирные опоры 12 U-образного профиля закладывают испытываемую модель 5 балки. Передача сосредоточенной нагрузки на модель 5 балки осуществляется через С-образную скобу 4, связанную с верхним 3 и нижним 6 талрепами. Фиксация С-образной скобы 4 осуществляется путем поворота муфт талрепов 3 и 6 таким образом, чтобы С-образная скоба 4 по всей площади возможного контакта прилегала к модели 5 балки, а показания динамометра 2 при этом должны оставаться нулевыми. После выполнения фиксации С-образной скобы 4 на модели 5 балки выполняется фиксация талрепа 6 с помощью стопора 9. Непосредственно нагружение модели 5 балки осуществляется путем поворота муфты талрепа 7. При повороте муфты талрепа 7 контролируют показания индикаторов 13 и 14, с помощью которых определяется момент потери местной устойчивости или момент потери несущей способности модели 5 балки. Величина силы, при которой происходит потеря местной устойчивости или потеря несущей способности модели 5 балки, определяется по показаниям динамометра 2, нагрузка на который передается через талреп 3, соединенный с С-образной скобой 4, которая в свою очередь соединена с талрепом 6, который соединен с нагружающим талрепом 7. Усилие нагружения создается за счет тянущего усилия, возникающего при повороте муфты талрепа 7.
Таким образом, конструктивные изменения стенда обеспечивают нагружение по схеме трехточечного изгиба, в отличие от стенда ближайшего аналога, с возможностью приложения сосредоточенной нагрузки в заданной точке верхнего пояса испытываемой модели балки для проведения испытаний моделей балок на местную устойчивость и 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 талрепы, цифровой динамометр.