Стенд для моделирования работы основания строительной конструкции

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН.,Я0„„103388

З(я) G 01 M 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":;::,: :- ;, К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) Проектный и научно-исследовательский институт "Донецкий Пром г1 стройНИИпроект" (53) 624 ° 131.37(088 ° 8) (56) 1. Жемочкин Б.Н. и др. Практические методы расчета Фундаментных балок и плит на упругом основа-, нии, И,, 1962, с, 77-79.

2. Авторское свидетельство СССР

М 5/2924, кл. E 02 П 1/02, 1976 (прототип) ° (21) 3397176/29".33 (22) 12.02.82 (46) 07.08.83. Бюл. N 29 (72) В.P,éíååð, В.Г.Саенко и Е.Д.Кремлин (54) (57) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

РАБОТЫ ОСНОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КОН"

СТРУКЦИИ, включающий раму со штоками, пропущенными сквозь нее, модель сооружения, модель основания с упру- гими элементами, взаимодействующими со штоками, нагрузочные и измерительные приспособления, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований, модель основания выполнена с балками, имеющими регуляторы высоты установки, упругие элементы установлены на балках и выполнены в виде консольных рессор с подвижными грузами, а штоки установлены с возможЗ ностью взаимодействия с моделью стро ительной конструкции.

1033886

55

Изобретение относится к строительству, в частности к испытаниям моде" лей строительных конструкций при их

: взаимодействии с моделями оснований.

Известен стенд для испытания стро" ительных конструкций, включающий раму с опорным элементом в виде отдельных листов резины и нагрузочное приспособление P1 ).

Недостаток известного стенда заключается в том, что он не обеспе«чивает моделирования неравномерных осадок основания.

Наиболее близким техническим ре-. шением к изобретению является стенд для моделирования работы основания строительной конструкции, включающий раму со штоками, пропущенными сквозь ее, модель сооружения, модель основания с упругими элементами, взаимодействующими со штоками, нагрузоч" ные и измерительные приспособле" ния (2 j.

Однако известный стенд не обеспечивает моделирования оснований с неплоской поверхностью и нелинейными " упругими свойствами.

Цель изобретения — расширение диапазона исследований.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для моделирования рабо- ты основания строительной конструкции, включающем раму со штоками,. пропущенными сквозь нее, модель сооружения с упругими элементами, взаимодействующими со штоками, нагрузочные и измерительные приспособления, модель основания выполнена с балками, имеющими регуляторы высоты установки, упругие элементы установлены на балках и выполнены в виде консольных рессор с подвижными грузами, а, штоки установлены с возможностью вэаимодеиствия с моделью строительной конструкции.

На фиг. 1 показан предлагаемый стенд, общий вид; на фиг, 2 - то же, вид сверху; на Фиг. 3 - вид А на.

Фиг. 1; на фиг. 4 - графическая зависимость осадок основания от нагрузки.

Стенд включает станину,1,,нагруэочные приспособления 2 и 3 для имитации моментной нагрузки и нагрузки от собственной массы сооружения, действующих на уровне подошвы модели 4. Нагрузка от модели 4 передается на упругие элементы, выполненные в виде консольных рессор 5, 5

ЗО

35 защемленных на опорах 6 и установленных на подвижных балках 7, при помощи вертикальных штоков 8, установленных в направляющих сепаратора 9. Длина консольных рессор 5 назначается конструктивно, а размеры сечения определяются из следующих условий: прогибы консольных рессор 5 должны соответствовать осадкам натурного основания; нормальные напряжения в консольных рессорах 5 не должны превышать предела пропорциональности, а фибровые деформации быть достаточными для надежной фиксации их тензодатчиками на всех ступенях загружения.

Для исключения искажений при исследовании модели сопряжения вертикальных штоков 8 с моделью 4 и консольными рессорами 5 выполнены шар-. нирными. Опоры 6 консольных рессор

5 крепятся к подвижным балкам 7 при помощи болтов и могут перемещаться вдоль подвижных балок 7. что позволяет менять вылет рессор (расстояние от защемления до точки опирания вертикального штока) и сооТ ветственно жесткость моделируемого основания. Для имитации неравномерных деформаций основания (уступы, кривизна, наклоны ) подвижные балки

7 установлены в направляющих шпильках 10 с возможностою регулирования положения в вертикальной плоскости при помощи регулировочных гаек 11.

Нелинейные свойства основания имитируются при помощи подвижных пригруэов

12 связанных с консольными рессорами 5 при пом9щи серьг 13 и подвесок

14. Для замера деформаций консольных рессор 5 они снабжены датчиками 15 деформаций.

Стенд работает следующим образом.

Перед началом исследований производится тарировка каждой консольной рессоры 5 (фиг. 4, прямая ci) и определение зависимости S=f(P) для модельного основания (фиг, 4, криваяд), Модель устанавливается на вертикальные штоки 8 и нагружается пригрузом 3, имитирующим нагрузку от собственной массы И. Нагрузка передается через вертикальные штоки 8 на консольные рессоры 5, по деформациям которых определяются величины сосредоточенных сил, имитирующих реактивный отпор основания Р.

При помощи .подвижных пригрузок 12 прогибы консольных рессор 5, соот3388б б

: основания при различных .сочетаниях нагрузок и деформационных воздействий основания (уступ, наклон, кривизна), что позволяет получить бо5 лее точную картину напряженно-дефор" мированного состояния моделей строительных конструкций . и рациональ но"запроектировать конструкцию.

Параметры консольных рессор определяются системой уравнений з <р кс рЗ Е

1 где i -- номер консольной рессоры;

S ° - величина остаточных дефорО1 маций грунта, соответствующая данному уровню нагружения; 1

E " модуль упругости материала .. консольных рессор;

В и Ъ - ширина и высота консорьных рессор;

2. - плечо пригруэа АР<, либо величина плеча пригруза АР1 при постоянной величине йР.

01

Р,.I

При дей ст вии момент ной на груз ки

И имитируемой грузом 2, или имитации неравномерных деформаций основания при помощи подвижных балок 7 производится дальнейшая корректиров- 3Q ка прогибов консольных рессор. 5, соответствующая новому уровню нагружения, при помощи подвижных пригрузов

12. Консольные рессоры 5, находящиеся в зоне раз грузки, раз гружаются . с корректирвванного состояния (фиг.4,точка 1) и их прогибы соответствуют осадкам основания при разгрузке. Та. ким образом при помощи упругих рессор 5 имитируются неупругие свойства г и °

tAR=

0!.деЬиh

ГгР"

К

3 10 ветствующие данной нагрузке Р, при-: водятся в соответствие с осадками нелинейно деформирующегося основания S . Используя известную формулу сопромата, определяется величина необходимого пригруза ЬР ° ь ЕЪЪ

yp (при F const}, 4 фЯ.

1 1 соответственно ширина и: высота консольной рессоры; расстояние от заделки консольной рессоры до точки опирания штока; грузовая площадь: фунда" мента модели, приходяща" яся на одну рессору; коэфФициент жесткости натурного основания; множитель подобия. коэффициентов жесткости на" турного и модельного оснований; модель упругости материала рессоры;

- величина нормальных напряжений в консольной рессоре, не превышающая предела пропорциональности; максимальная. осадка модельного основания.

>оВВ886 с 033886

ВНИИПИ Заказ 5611/44

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", г .Ужгород,ул.Проектная,4