Устройство для испытания конструкций на сейсмическое воздействие

 

(72) Авторы изобретения

А.И. Иванов, А.П. Константинов, Л.С. Петров, К.Б.Ходасевич и В.ф. Торицын (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

НА СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Изобретение отйосится к строительству и предназначено для испытания протяженных конструкций трубопроводов, например водопроводных, газопроводных, канализационных, а также моделей линий метрополитена, на силовое воздействие возникающее в результате прохождения по грунту волны сжатия, вызванной сейсмическим воздействием, например землетрясением или серией мощных взрывов.

Известно устройство для испытания конструкций, содержащее нагрузочное приспособление с силовозбудителем, эластичную камеру с рабочим телом и измерительное приспособление 1 ).

Недостатком этого устройства является невозможность испытания протяженных конструкций в динамическом режиме.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для испытания конструкций на ,сейсмическое воздействие, содержащее

2 нагрузочное приспособление с эластичными штампами и силовозбудителями $ 21.

Недостатком этого устройства является невозможность передачи нагрузок в динамическом режиме.

Цель изобретения — расширение диапазона исследований.

Достигается цель тем, что в устройстве для испытания конструкций

10 на сейсмическое воздействие, содержащем нагрузочное приспособление с эластичными штампами и силовозбудителями, каждый силовозбудитель выпол15 нен в виде реактивной камеры давления с соплом на его торце и снабжен аккумуляторами давления порохового типа и клапанами сброса, а соплокольцевыми эжекторами. щ На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение нагрузочного приспособления; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез В-В на

953482

3 фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 3.

На испытуемый трубопровод 1 устанавливают нагрузочные приспособления 2 с металлическими тонкостенными эластичными штампами 3, охватывающими трубопровод 1.

С наружной поверхности каждого эластичного штампа 3 установлена жесткая плита 4, соединенная -с штоком 10

5, оснащенным поршнем 6, расположенным в цилиндрическом корпусе 7 и камеры 8 давления. Поршень снабжен уплотнительными кольцами 9. На корпусе 7 с соплом 10, служащим для постоянного 15 сброса давления из внутренней полости

11 камеры давления установлены аккумуляторы 12 давления порохового типа, служащие для воспроизведения нарастания и поддержания необходимого давле- 2О ния в полости камеры давления.

Аккумуляторы 12 давления связаны с полостью цилиндра каналами 13 и оснащены воспламенителями 14, полости аккумуляторов давления отделены от 25 полости цилиндра разрывными мембранами 15, срабатывающими при работе аккумуляторов давления.

Кроме аккумуляторов давления 12, на корпусе 7 смонтированы клапаны зо

16 сброса давления, связанные с полостью цилиндра каналами 17, которые обеспечивают возможность получения имитации спада давления из полости цилиндра. 3S

Управление клапанами сброса осуществляется специальным приспособлением 18.

Для создания более полной имитации закона спада давления (резкий 4в спад) сопло 10 оснащено эжекционным кОльцОм 19 связанным кОльцевОй пО лостью 20, которая оснащена порохо" выми аккумуляторами давления 21 с воспламенителями 22, обеспечивающими 4> ускоренный сброс и отвод газа иэ полости 11.

Крепление корпуса к общей силовой раме 23 осуществляется при помощи фланца 24, расположенного на цилиндре.

Предварительное поджатие камеры 3 к испытуемому изделию 1 осуществля" ется с помощью пружины 25.

Устройство работает следующим образом.

После сборки и установки трубопровода 1 устанавливают нагрузочное присйособление 2 со снаряженными аккумуляторами давления, подсоединяют воспламенители 14 и 22 к приспособлению 18 и запальным линиям программного устройства (не показано), которое подает команду на срабатывание или всех аккумуляторов давления одновременно, или поочередно, имитируя волну сжатия по длине и по обьему, соответствующую сейсмической волне.

Это происходит потому, что после включения программного устройства срабатывает один иэ аккумуляторов

12 давления. Газы, пройдя через канал 13, прорывают мембрану 15, попадают в полость 11 и действуют на поршень 6, который через шток 5 и жесткую плиту 4 воздействует на заполненный рабочей жидкостью эластич" ный штамп 3, охватывающий сектор трубопровода 1, иа который передается нагрузка.

Так как штамп 3 выполиеи эластичным, нагрузка передается равномерно на всю поверхность сектора (исключается концентрация напряжения иа незначительных мелких участках), находящегося под нагрузкой.

Таким образом может быть создано как сплошное, так и ступенчатое нагружеиие испытуемого иэделия, при этом часть газов сбрасывается через сопло 3, обеспечивая заданную нагрузку.

При достижении заданной нагрузки на испытуемое изделие программным устройством включается клапан 16 сброса давления, а для ускорения процесса сброса газов из полости 11 камеры 8 давления программное устройство включает аккумуляторы 21, газы которых, пройдя через кольцевую полость 20, направляются в эжектирующее сопло 19 и удаляют газы, находящиеся в полости 11, обеспечивая заданный закон спада давления, т.е. резкий спад, который соответствует спаду давления при прохождении сейсмической волны.

Для создания серии нагрузок программное устройство включает клапаны

16 сброса, пороховые аккумуляторы 12 и аккумуляторы давления 21 по заданной программе необходимое число раз, которое соответствует серии волн сжатия.

После проведения испытания производят переразрядку аккумуляторов давления.

Таким образом, предлагаемое устройство может быть использовано для изучения поведения различных трубопроводов на нагрузки, вызванные сейсмическим воздействием, практически соответствующим циклу землетрясения, повторение которого происходит многократно. . Формула изобретения

Устройство для испытания конст! рукций на сейсмическое .воздействие, содержащее нагрузочное приспособление с эластичными штампами и сило953482 6 возбудителями, о т л и ч а ю щ е ес я тем,что, с целью расширения диапазона исследований, каждый силовозбудитель выполнен в виде реакs тивной камеры давления с соплом на его торце и снабжен аккумуляторами давления порохового типа и клапанами сброса, а сопло-кольцевыми эжек торами.

so

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 226914, кл. G 01 И 19/00, 1967.