МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПРИ УДАРЕ

Установка предназначена для применения в строительстве, в частности, для проведения испытаний с целью определения необходимых параметров троса и груза, применяемых для разрушения вертикальной строительной конструкции ударным методом с применением «шар-бабы», раскачивающейся на тросе подъемного крана и периодически ударяющей по стенам здания, разбивая их.
За ближайший аналог принята мобильная установка, используемая для испытания полов на стойкость к ударным воздействиям (ГОСТ 30353-95. Полы. Метод испытания на стойкость к ударным воздействиям. - Введен в действие с 1 июля 1996 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации Постановлением Минстроя России от 31 января 1996 г. №18-1. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. - 7 с.). Установка состоит из двух вертикальных направляющих, прикрепленных под прямым углом к площадке с прорезью для прохода гирь, опирающейся на три винта для регулировки вертикального положения направляющих; направляющие снабжены выдвижными штырями для фиксации гири на высоте (1000±5) мм и направляющим роликом для поднятия гири; площадка с прорезью оснащена двумя взаимно перпендикулярно расположенными уровнями.
Недостатком вышеописанной установки являются то, что ее нельзя использовать для неразрушающего определения коэффициента восстановления вертикальной строительной конструкции, т.к. поднятый на определенную высоту груз, совершает падение по вертикали. Поэтому из вертикальной стенки необходимо вырезать опытный образец, расположить его на горизонтальной плоскости и, затем, провести испытания. При этом нарушается целостность строительной конструкции (например, несущей стены здания). Существенным недостатком также является дороговизна и масса оборудования.
Полезная модель решает задачу создания установки для неразрушающего определения коэффициента восстановления вертикальной строительной конструкции, с одновременным ее упрощением за счет измерения и использования величины вертикального перемещения груза при его движении в вертикальной плоскости по дуге окружности до и после его соударения с вертикальной строительной конструкцией.
Для получения необходимого технического результата в известной установке, включающей корпус, подвешенный на гибкой связи груз с возможностью регулирования длины гибкой связи и фиксации ее при помощи стопорного клина, регулируемые по высоте опоры, предлагается корпус выполнить в виде рамной конструкции, одну боковую поверхность которой закрыть щитом с нанесенной градуированной шкалой для замера начальной высоты груза и высоты отскока, груз подвесить с возможностью колебательного движения в вертикальной плоскости параллельной плоскости щита. Установку оснастить противовесом, размещенным в ее нижней части.
На прилагаемых к описанию схемах изображено:
на фиг. 1 - предлагаемая установка, вид спереди;
на фиг. 2 - то же, вид сбоку;
на фиг. 3 - схема, поясняющая определение высоты отскока груза.
на фиг. 4 - схема установки, принятой за ближайший аналог.
На схемах приняты следующие обозначения: 1 - корпус; 2 - противовес; 3 - лебедка; 4 - трос; 5 - опоры; 6 - груз; 7 - щит; 8 - стопорный клин; 9 - градуированная шкала.
Предлагаемая установка включает в себя: корпус 1 - разборная рамная конструкция, например, из пустотелой трубы квадратного сечения, элементы корпуса соединяются между собой, например, посредством сварки. Металлический брус, используемый как противовес 2, устанавливаемый в корпусе, лебедка 3 - ось с петлей для крепления троса 4, и со стопорным клином 8, препятствующим прокручивание лебедки. Таким образом, регулируется длина троса. Сменный груз 6 - в виде металлического шара крепится к другому концу троса. С помощью опор 5, вкручиваемых в корпус, установка устойчиво устанавливается на местности. При помощи щита 7, с нанесенной на него шкалой 9, градуированной, например, в сантиметрах, фиксируется высота подъема груза.
Установка работает следующим образом.
Установку располагают непосредственно возле объекта эксперимента - вертикальной строительной конструкции. При помощи опор 5 регулируется ее устойчивое положение. Затем измеряется расстояние установки до стены при помощи рулетки. Посредством лебедки 3 выставляется необходимая длина троса 4 и фиксируется данное положение стопорным клином 8. Длина троса замеряется по шкале 9 щита 7. Далее необходимый груз 6 откланяется от вертикального положения и отпускается для соударения с объектом эксперимента. Величины вертикального перемещения груза при начальном отклонении и после отскока также фиксируется при помощи шкалы 9. Зная все вышеуказанные данные (длину троса, расстояние до объекта, величины вертикального перемещения груза при начальном отклонении и после отскока), можно расчетом определить значение коэффициента восстановления при ударе для разных материалов вертикальных строительных конструкций.
Предлагаемая полезная модель и методика ее использования являются исключительно простым и дешевым устройством для определения значений коэффициента восстановления вертикальной строительной конструкции при ударе.
Пример. Необходимо определить коэффициент восстановления при ударе груза, выполненного из стали о внутреннюю стену здания. Стена в месте сопряжения с полом имеет плинтус, прямоугольного поперечного сечения с катетами по 10 см. Размеры щита установки 100×70 см (Фиг. 3). Используется нить капроновая диаметром 1 мм, стальной шарик диаметром 1 см. Выставляем длину нити l=50 см. Измеряем рулеткой расстояние от стенки до края щита d=15 см. Масса нити намного меньше массы шарика, поэтому в расчетах ее массой пренебрегаем, шарик считаем материальной точкой.
Вычисляем высоту удара шарика о стенку
4
2
2
0,5
2
2
0,5
Δh=l-(l-d)=50-(50-15)=2,30 см.
1
1
3
1
4.
Замеряем высоту шарика h по градуированной шкале щита при вертикальном расположении нити. Пусть h=30 см. Высота, на которую нужно поднять шарик перед ударом h должна быть больше сумме высот h и Δh
3
1
4
1
4
3
h>h+Δh. В примере h+Δh=30+2,30=32,3см. Пусть h=52,3 см.
2
После удара о стенку шарик поднялся на высоту h=38,5 см.
Вычисляем коэффициент восстановления стенки при ударе
2
1
3
1
4
0,5
k=((h-h)/(h-h-Δh))
0,5
k=((38,5-30)/(52,3-30-2,30))=0,65.
По рассчитанному коэффициенту восстановления стенки далее определяют параметры установки, состоящей из подъемного крана и подвешенного на нем груза, т.е. определяют параметры троса и груза, необходимые для разрушения данной вертикальной строительной конструкции.