Устройство для испытаний на устойчивость моделей сборных рамных конструкций с податливыми узлами

 

Устройство предназначено для механических испытаний на устойчивость моделей сборных рамных конструкций с податливыми узлами. Область применения изобретения - строительство. При использовании устройства достигается более полное физическое подобие работы модели под нагрузкой с работой сборной строительной конструкции рамного типа. Устройство состоит из основания, приспособления для закрепления имеющей колонны и ригели модели и измерительных приспособлений. Кроме того, устройство содержит комплект нагрузочных приспособлений, состоящих из съемных консольных балок, разъемных траверс и струбцин для присоединения ригелей, одни концы съемных балок жестко присоединяются с торцов к установленным на колонны модели траверсам, при этом другие концы с подшипниками качения размещаются в пазах стоек, к установленным на колонны траверсам посредством вкладышей в виде пластин со стопорными выступами и посредством преднапряженных пружин с возможностью углового перемещения при нагружении модели присоединены струбцины, в свою очередь, жестко соединяемые винтами с ригелями. Траверсы позволяют осуществлять нагружение модели вертикальной нагрузкой без эксцентриситета к колоннам. Присоединяемые к траверсам шарнирно с пружинами струбцины обеспечивают податливое соединение ригелей в местах их примыканий к колоннам. 6 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к испытаниям на устойчивость моделей сборных строительных конструкций разного типа, имеющих податливые (не абсолютно жесткие) узлы присоединения ригелей к колоннам.

Прототипом изобретения является устройство для механических испытаний на устойчивость моделей строительных конструкций (см. заявку RU 93029579, опубл. 20.07.95). Устройство предназначалось для испытаний на устойчивость моделей конструкций в виде рам с жесткими узлами присоединения ригелей к колоннам и жестким примыканием последних к основанию, а также в виде неразрезных многоярусных колонн, защемленных внизу.

В известном устройстве, как и в рассматриваемом, имеется основание, приспособление для закрепления моделей строительных конструкций и комплект нагрузочных приспособлений. Необходимое количество нагрузочных приспособлений в виде траверс с консольными балками устанавливалось на колонны в местах примыкания к ним ригелей, так как траверсы помимо нагружения модели предназначались для соединения указанных элементов рамы друг с другом. Раньше каждое нагрузочное приспособление состояло из двух консольных балок с защемлением с торцов присоединенных к траверсе из четырех стянутых болтами равнополочных уголков и двух вкладышей с серьгами для подвешивания грузов. Концы ригелей модели рамы размещались между полками равнополочных уголков траверс. Такая конструкция нагрузочного приспособления позволяла с достаточной степенью физического подобия моделировать работу рам только с жесткими узлами (например, монолитных железобетонных). Что касается испытаний сборных рам, которые, как известно, имеют большую податливость в узлах соединения ригелей к колоннам, не удалось достаточно точно моделировать их поведение в условиях широкого диапазона изменения нагрузок центрального сжатия.

При разработке нового устройства решена задача устранения указанного выше недостатка путем внесения существенных изменений в конструкцию нагрузочного приспособления. Остальные элементы устройства не изменены.

Существенным признаком, характеризующим изобретение, является следующее: - в изобретении изменена конструкция нагрузочных приспособлений и концы ригелей модели рамной строительной конструкции размещаются и затягиваются винтами в пазах струбцин, а не между полками равнополочных уголков траверс приспособлений.

Существенными признаками, отличающими изобретение от прототипа, являются следующие: - наличие на концах ригелей модели рамы жестко присоединяемых струбцин; - присоединение струбцины к траверсе нагрузочного приспособления при помощи двух пружин, располагающихся в вертикальной плоскости по оси колонн модели, и горизонтальных пластин со стопорными выступами, вставляемыми в отверстия струбцины с ее торца.

Общий вид устройства с закрепленной к нему для испытания вертикальной нагрузкой физической моделью строительной конструкции рамного типа приведен на фиг. 1 и 2 (соответственно вид спереди и сбоку). Разрезы 1-1, 3-3, 4-4 и сечение 2-2 даны соответственно на фиг. 3, 5, 6 и 4.

В устройстве имеется основание 1 с установленными на нем стационарным 10 и съемным 11 фиксаторами. Последний крепится болтами 7 и до затягивания их гайками имеет возможность перемещаться вдоль пазов 12. К основанию жестко присоединено приспособление для закрепления модели; приспособление - в виде двух вертикальных стоек 2, вдоль которых имеются выполненные из уголков пазы 3. Стойки сверху объединены прогоном 4. В пазы 3 устанавливаются с возможностью при испытании вертикального перемещения съемные консольные балки 5 с подшипниками качения 6. Съемные консольные балки жестко присоединяются на резьбе к траверсам. Каждая траверса разъемная и состоит из четырех соединенных болтами (или винтами) 7 элементов в виде равнополочных уголков 13, из двух вкладышей 8 с серьгами для подвешивания грузов 9 и из двух пластин 16 со стопорными выступами. Пластины со стопорными выступами вставляются и затягиваются болтами между перьями уголков траверсы. Выступы свободно входят в отверстия струбцин 14 и поэтому обеспечивают шарнирное соединение последней, а значит и ригеля с колонной модели строительной конструкции. Ригель жестко крепится в пазу струбцины посредством пластины 17 с гнездами для винтов 20. Сверху и снизу в одной плоскости с шарниром установлено по одной пружине 15. Пружины устанавливаются с преднапряжением при помощи удлиненной 18 и укороченной 19 шпилек, имеющих ушки. Степень предварительного их напряжения в достаточно широком диапазоне позволяет регулировать удлиненные шпильки.

В период проведения испытаний пружины 15 создают в узлах соединения ригелей с колоннами реактивные изгибающие моменты, т.е. около шарнира обеспечивают податливое закрепление, с их помощью степень податливости узла удается дозировать.

Траверсы с присоединенными к ним, посредством пружин и пластин со стопорными выступами, струбцинами играют роль нагрузочных приспособлений, а также роль податливого крепления ригелей к колоннам модели строительной конструкции.

Формула изобретения

Устройство для испытаний на устойчивость состоящих из колонн и ригелей моделей сборных рамных строительных конструкций с податливыми узлами, включающее основание с установленными на нем фиксаторами для строительной конструкции, приспособление для закрепления модели, нагрузочные и измерительные приспособления, отличающееся тем, что к каждому нагрузочному приспособлению в виде четырех равнополочных уголков с помощью размещаемых и затягиваемых болтами между их полками двух пластин со стопорными выступами и отверстий для них в струбцине и с помощью двух преднапряженных пружин, расположенных в вертикальной плоскости выше и ниже указанных пластин, присоединена струбцина для прикрепления ригеля к колонне модели.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6