RU183648U1

RU183648U1 - Stability test bench for rigidly clamped beam models with clean bending

Info

Publication number: RU183648U1
Application number: RU2018121456U
Authority: RU
Inventors: Алексей Игоревич Притыкин; Илья Евгеньевич Кириллов
Priority date: 2018-06-09
Filing date: 2018-06-09
Publication date: 2018-09-28

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, в частности к способам испытания строительных конструкций, и может быть использована для испытания маломасштабных балочных моделей. Стенд содержит основание, две вертикально ориентированные стойки, соединенные сверху траверсой, причем стойки закреплены на основании и траверсе с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними, силонагружатель, а также талреп, обеспечивающий нагружение модели балки, который в свою очередь связан с основанием. В стенки стоек вставлены опоры трубчатой прямоугольной формы (в виде прокатного профиля). Силонагружатель выполнен в виде равноплечего коромысла П-образной формы с горизонтально расположенными полуцилиндрами, обращенными цилиндрической поверхностью вниз, через которые на балку передается нагрузка, с возможностью продольного перемещения полуцилиндров по длине балочной модели. Технический результат: возможность прилагать сосредоточенную нагрузку в заданных точках верхнего пояса модели балки при проведении испытаний на местную устойчивость в условиях чистого изгиба. 2 ил.

The utility model relates to the field of construction, in particular to methods for testing building structures, and can be used to test small-scale beam models. The stand contains a base, two vertically oriented racks connected from above by a traverse, and the racks are mounted on the base and traverse with the possibility of independent longitudinal movement to change the distance between them, a power loader, as well as a lanyard, providing loading of the beam model, which in turn is connected with the base. Rectangular tubular supports (in the form of a rolling profile) are inserted into the walls of the racks. The silo is made in the form of an equal-arm U-shaped rocker with horizontally located half-cylinders facing the cylindrical surface down, through which the load is transferred to the beam, with the possibility of longitudinal movement of the half-cylinders along the length of the beam model. Technical result: the ability to apply a concentrated load at predetermined points in the upper belt of the beam model when conducting tests for local stability under conditions of pure bending. 2 ill.

Description

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 жестко защемленных балочных моделей на местную устойчивость при чистом изгибе.The utility model relates to the field of construction, namely to mechanical testing of beams, in particular to methods of testing building structures, and can be used to test small-scale rigidly clamped beam models for local stability with clean bending.

За ближайший аналог принят стенд для испытания на местную устойчивость моделей балок (патент на полезную модель № RU 2017 141 873 U). Данный стенд содержит основание, опоры для балки, силонагружатель, две вертикально ориентированные стойки, установленные на основании и соединенные сверху траверсой, а на внутренних стенках стоек закреплены опоры U-образной формы для модели балки. Причем стойки закреплены на основании и траверсе с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними, силонагружатель выполненный в виде С-образной скобы, связанной с верхним и нижним талрепами, фиксирующими скобу на модели балки, при этом верхний талреп связан с динамометром, закрепленным на траверсе, а нижний талреп, оснащенный стопором от вращения, связан с талрепом, обеспечивающим нагружение модели балки, который в свою очередь связан с основанием. Кроме того, стенд оснащен прикрепленной к основанию задней панелью, на которой закреплены индикаторы, фиксирующие деформацию модели балки, и стопор для нижнего талрепа.A test bench for local stability of beam models was adopted as the closest analogue (utility model patent No. RU 2017 141 873 U). This stand contains a base, supports for the beam, a power loader, two vertically oriented racks installed on the base and connected from above by a traverse, and U-shaped supports for the beam model are fixed on the inner walls of the racks. Moreover, the racks are fixed on the base and the traverse with the possibility of independent longitudinal movement to change the distance between them, the power loader made in the form of a C-shaped bracket connected with the upper and lower lanyards, fixing the bracket on the beam model, while the upper lanyard is connected with a dynamometer mounted on traverse, and the lower turnbuckle, equipped with a rotation stopper, is connected with the turnbuckle, providing loading of the beam model, which in turn is connected with the base. In addition, the stand is equipped with a rear panel attached to the base, on which indicators are fixed that fix the deformation of the beam model, and a stopper for the lower lanyard.

Недостаток вышеописанного стенда заключается в том, что он не позволяет производить испытание стальных балочных моделей на местную устойчивость при чистом изгибе с жестким защемление опорных участков, так как опорные скобы прототипа не препятствуют повороту опорных сечений балочных моделей, а нагружение балочных моделей производиться только сосредоточенной силой в середине пролета по схеме трехточечного изгиба.The disadvantage of the stand described above is that it does not allow testing of steel beam models for local stability with clean bending with rigid pinching of the support sections, since the prototype support brackets do not interfere with the rotation of the support sections of the beam models, and the beam models are loaded only with concentrated force in mid-span according to a three-point bending pattern.

Полезная модель решает проблему создания стенда для проведения испытаний моделей балок на местную устойчивость за счет конструктивных изменений, обеспечивающих жесткую заделку балочной модели на опорах, а также нагружение модели двумя одинаковыми сосредоточенными силами, прикладываемыми симметрично относительно середины балочной модели.The utility model solves the problem of creating a bench for testing beam models for local stability due to design changes that provide rigid termination of the beam model on supports, as well as loading the model with two identical concentrated forces applied symmetrically relative to the middle of the beam model.

Для получения необходимого технического результата стенд для испытаний моделей балок, содержащий основание, две вертикально ориентированные стойки установленные на основании, соединенные сверху траверсой, опоры для балочных моделей, силонагружатель, талреп, обеспечивающий нагружение балочной модели и связанный с основанием, а также прикрепленную к основанию и траверсе заднюю панель, на которой закреплены индикаторы, фиксирующие деформацию модели балки, предлагается в стойках стенда разместить опоры трубчатого прямоугольного профиля, обеспечивающие жесткую заделку концов балочной модели, а также для обеспечения возможности приложения к балке двух равных сосредоточенных сил силонагружатель выполнить в виде равноплечего коромысла П-образной формы с горизонтально расположенными полуцилиндрами, обращенными цилиндрической поверхностью вниз, через которые на балку передается нагрузка.To obtain the required technical result, a stand for testing models of beams containing a base, two vertically oriented racks installed on the base, connected from above by a traverse, supports for beam models, a power loader, lanyard, providing loading of the beam model and connected with the base, and also attached to the base and traverse the rear panel, on which indicators are fixed, fixing the deformation of the beam model, it is proposed to place supports of a tubular rectangular profile in the stands of the stand I, providing a rigid termination of the ends of the beam model, as well as to ensure that two equal concentrated forces can be applied to the beam, the silo loader should be made in the form of an equal-arm U-shaped rocker with horizontally located half-cylinders facing the cylindrical surface down, through which the load is transferred to the beam.

На Фиг. 1 и Фиг. 2 представлена общая конструкция предлагаемого стенда, на которой приняты следующие обозначения:In FIG. 1 and FIG. 2 shows the overall design of the proposed stand, which adopted the following notation:

1 - траверса;1 - traverse;

2 - динамометр;2 - dynamometer;

3 - опора трубчатого прямоугольного профиля;3 - support tubular rectangular profile;

4 - силонагружатель;4 - a power loader;

5 - модель балки;5 - beam model;

6 - талреп, обеспечивающий нагружение модели;6 - lanyard, providing loading of the model;

7 - полуцилиндры, передающие точечную нагрузку на верхний пояс балочной модели;7 - half-cylinders transmitting a point load to the upper belt of the beam model;

8 - основание;8 - base;

9 - поперечные перемычки, предотвращающие потерю общей устойчивости балочной модели;9 - transverse jumpers, preventing loss of overall stability of the beam model;

10 - прорези продольные;10 - longitudinal slots;

11 - стойки несущие;11 - support racks;

12 - рым-болт, обеспечивающий вертикальное перемещение динамометра и силонагружателя;12 - eye bolt, providing vertical movement of the dynamometer and the load;

13, 14 - индикаторы;13, 14 - indicators;

15 - держатель;15 - holder;

16 - задняя панель.16 - back panel.

На основании 8 установлены две вертикально ориентированные стойки 11, соединенные сверху траверсой 1, а в стойках 11 закреплены опоры 3 замкнутого прямоугольного профиля, обеспечивающие жесткую заделку опорных участком модели балки 5. Стойки 11 закреплены на основании 8 и траверсе 1 с возможностью независимого продольного перемещения для изменения расстояния между ними. Для обеспечения возможности продольного перемещения стоек на основании 8 и траверсе 1 выполнены прорези 10 для взаимодействия с выступами (не показаны) на стойках 11. Обозначенное соединение стойки, основания и траверсы является одним из известных быстроразборных соединений. Использование такого соединения делает стенд мобильным.On the base 8, two vertically oriented posts 11 are mounted, connected from above by a traverse 1, and supports 3 of a closed rectangular profile are fixed in the posts 11, providing a rigid seal of the supporting section of the beam model 5. The posts 11 are mounted on the base 8 and the crosshead 1 with the possibility of independent longitudinal movement for changes in the distance between them. To enable longitudinal movement of the uprights on the base 8 and the crosshead 1, slots 10 are made for interacting with protrusions (not shown) on the uprights 11. The indicated connection of the upright, base and crosshead is one of the known quick-disconnect joints. Using such a connection makes the stand mobile.

Силонагружатель 4 предлагаемого стенда выполнен в виде равноплечего коромысла П-образной формы с горизонтально расположенными полуцилиндрами 7, обращенными цилиндрической поверхностью вниз, через которые на балку 5 передается нагрузка. Два полуцилиндра 7 фиксируются на верхней части нагружающего коромысла 4 с помощью болтов. Наличие продольной прорези в верхней части нагружающего коромысла 4 обеспечивает свободу выбора положения полуцилиндров 7 по длине балочной модели. Силонагружатель 4 связан с динамометром 2, который в свою очередь связан с рым-болтом 12, обеспечивающим вертикальное перемещение динамометра 2 и силонагружателя 4 для фиксации на балочной модели 5. Опоры 3 замкнутого прямоугольного профиля, обеспечивают жесткую заделку концов балочной модели 5. Поперечные перемычки 9 силонагружателя 4 предотвращают потерю общей устойчивости балочной модели 5 при нагружении. Талреп 6, обеспечивающий нагружение модели балки, связан с основанием 1.The silo loader 4 of the proposed stand is made in the form of an equal-arm U-shaped rocker with horizontally located half-cylinders 7 facing the cylindrical surface down, through which the load is transferred to the beam 5. Two half-cylinders 7 are fixed on the upper part of the loading beam 4 with bolts. The presence of a longitudinal slot in the upper part of the loading beam 4 provides freedom of choice of the position of the half-cylinders 7 along the length of the beam model. The power loader 4 is connected with a dynamometer 2, which in turn is connected with an eye bolt 12, which provides vertical movement of the dynamometer 2 and the power loader 4 for fixing on the beam model 5. The supports 3 of a closed rectangular profile provide a rigid seal of the ends of the beam model 5. Cross lintels 9 silo 4 prevent loss of overall stability of the beam model 5 during loading. Lanyard 6, providing loading of the beam model, is connected with the base 1.

Стенд оснащен прикрепленной к основанию 8 задней панелью 16, на которой закреплены индикаторы 13 и 14, фиксирующие деформацию модели балки 5. 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 5 в процессе нагружения.The stand is equipped with a back panel 16 attached to the base 8, on which indicators 13 and 14 are fixed, fixing the deformation of the beam model 5. Indicators 13 and 14 can be, for example, of the watch type. Indicators 13, 14 are mounted on the holder 15, which is mounted on the rear panel 16. Using the indicators 13 and 14, the buckling of the model 5 wall in the zone of local stability loss and deflection of model 5 during loading are fixed.

Для проведения испытания первоначально необходимо выполнить продольное перемещение стоек 11 стенда, заложить в опоры 3 балочную модель 5, и зафиксировать стойки 11 на расстояние необходимом для испытания соответствующей длины модели балки 5. Передача сосредоточенной нагрузки на модель 5 балки осуществляется через силонагружатель 4, связанный в верхней части с динамометром 2, а в нижней с талрепом 6. Фиксация силонагружателя 4 осуществляется путем поворота гайки рым-болта 12, таким образом, чтобы полуцилиндры 7 силонагружателя 4 по всей площади возможного контакта прилегали к модели балки 5, а показания динамометра 2 при этом оставались нулевыми. После выполнения расположения силонагружателя 4 на модели балки 5 выполняется нагружение, которое осуществляется путем поворота муфты талрепа 6. При повороте муфты талрепа 6 контролируют показания индикаторов 13 и 14, с помощью которых определяется момент потери местной устойчивости модели балки 5. Величина силы, при которой происходит потеря местной устойчивости модели балки 5, определяется по показаниям динамометра 2, нагрузка на который передается через силонагружатель 4, соединенный с талрепом 6. Усилие нагружения создается за счет тянущего усилия, возникающего при повороте муфты талрепа 6.To carry out the test, it is first necessary to perform longitudinal movement of the stands 11 of the stand, lay the beam model 5 in the supports 3, and fix the posts 11 to the distance necessary for testing the corresponding length of the beam model 5. The concentrated load is transferred to the model 5 of the beam through the power loader 4 connected in the upper parts with a dynamometer 2, and in the bottom with a turnbuckle 6. Fixing of the power loader 4 is carried out by turning the eye bolt nut 12, so that the half-cylinders 7 of the power loader 4 over the entire area possible contact adjacent to the model of the beam 5, and the readings of dynamometer 2 while remaining zero. After the arrangement of the power loader 4 on the model of the beam 5, loading is carried out by turning the coupling of the turnbuckle 6. When turning the coupling of the turnbuckle 6, the indicators 13 and 14 are monitored, by which the moment of loss of local stability of the model of the beam 5 is determined. The magnitude of the force at which the loss of local stability of the beam model 5, is determined by the readings of dynamometer 2, the load of which is transmitted through a power loader 4 connected to the turnbuckle 6. The loading force is created by pulling his efforts arising from the rotation of the lanyard coupling 6.

Таким образом, в отличие от ближайшего аналога конструктивные изменения стенда обеспечивают нагружение балочной модели по схеме четыхточечного изгиба с жесткой заделкой опорных участков, с возможностью приложения двух сосредоточенных сил в заданных точках верхнего пояса испытываемой модели балки для проведения испытаний моделей балок на местную устойчивость при чистом изгибе. Конструкция стенда является мобильной, может быть легко собрана/разобрана и транспортирована. Конструкция стенда проста в изготовлении за счет применения стандартных комплектующих таких как пиломатериалы, талрепы, динамометр и т.п.Thus, unlike the closest analogue, the structural changes of the bench provide loading of the beam model according to the four-point bending scheme with rigid sealing of the supporting sections, with the possibility of applying two concentrated forces at predetermined points of the upper belt of the tested beam model to test the beam models for local stability with pure bending . The stand design is mobile, can be easily assembled / disassembled and transported. The stand design is easy to manufacture due to the use of standard components such as lumber, turnbuckles, dynamometer, etc.

Claims

A test bench for the stability tests of rigidly clamped beam models with a clean bend, containing a base, two vertically oriented posts connected from above by a traverse, and the stands are fixed to the base and traverse with the possibility of independent longitudinal movement to change the distance between them, a power loader, and also a lanyard providing loading of the beam model, which in turn is connected with the base; characterized in that in order to ensure tight sealing of the ends of the beam model, rectangular tubular supports (in the form of a rolling profile) are inserted into the walls of the struts, and for the possibility of applying two equal concentrated forces to the beam, the power loader is made in the form of an equal-arm U-shaped rocker with horizontally located half cylinders facing the cylindrical surface down through which the load is transferred to the beam, with the possibility of longitudinal movement of the half-cylinders along the length of the beam model.