Стенд для моделирования работы основания строительной конструкции

/О ПИСАНИЕ И 29енко Д,Кремо-исследоваецкий Проиг 1 рактиУ мент- основа о СССР 976 г льств02, 1 с ЩУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 3397176/39-.3322) 12.02,8246) 07.08.83. Бюл.72) В.Р.йнеер, В .Г,лин(53) 624,131.37(0888 (56) 1. Жемочкин Б,Н, ческие методы расчета ных балок и плит на у нии, И 1962, с. 772. Авторское свиде Ю 592924, кл, Е 02 0 (прототип)(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 и ч а ю щ и й с я 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 возмож- фЗ ностью взаимодействия с моделью стро ительной конструкции.50 55 Изобретение относится к строитель.ству, в частности к испытаниям моде"лей строительных конструкций при ихвзаимодействии с моделями оснований,Известен стенд для испытания стро"ительных конструкций, включающийраму с опорным элементом в виде отдельных листов резины и нагрузочноеприспособление 11.Недостаток известного стенда заключается в том, что он не обеспечивает моделирования неравномерныхосадок основания.Наиболее близким техническим ре-.шением к изобретению является стенддля моделирования работы основаниястроительной конструкции, включающийраму со штоками, пропущенными сквозьее, модель сооружения, модель основания с упругими элементами, взаимодействующими со штоками, нагрузоч"ные и измерительные приспособле".ния 2.Однако известный стенд не обеспечивает моделирования оснований снеплоской 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, нагрузоч"ные и измерительные приспосЬбления,модель основания выполнена с балками, имеющими регуляторы высоты установки, упругие элементы установленына балках и выполнены в виде консольных рессор с подвижными грузами,а, штоки установлены с возможностьювзаимодействия с моделью строительной конструкции.На фиг, 1 показан предлагаемыйстенд, общий вид; на фиг, 2 - то же,вид сверху; на фиг. 3 - вид А на,Фиг. 1; на фиг. 4 - графическаязависимость осадок основания отнагрузки,Стенд включает станину 1 нагруэочные приспособления 2 и 3 для имитации моментной нагрузки и нагрузкиот собственной массы сооружения,действующих на уровне подошвы модели 4, Нагрузка от модели 4 передается на упругие элементы, выполненные в виде консольных рессор 5,5 10 15 20 25 ЗО 35 защемленных на опорах 6 и установленных на подвижных балках 7, припомощи вертикальных штоков 8, установленных в направляющих сепаратора 9. Длина консольных рессор 5назначается конструктивно, а размеры сечения определяются из следующих условий: прогибы консольныхрессор 5 должны соответствоватьосадкам натурного основания; нормальные напряжения в консольныхрессорах 5 не должны превышать предела пропорциональности, а фибровые деформации быть достаточнымидля 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 рессор5 крепятся к подвижным балкам 7при помощи болтов и могут перемещаться вдоль подвижных балок 7, что позволяет менять вылет рессор (расстояние от защемления до точки опирания вертикального штока) и соответственно жесткость моделируемогооснования, Для имитации неравномерных деформаций основания ( уступы,кривизна, наклоны ) подвижные балки7 установлены в направляющих шпильках 10 с возможностцю регулированияположения в вертикальной плоскостипри помощи регулировочных гаек 11,Нелинейные свойства основания имитируются при помощи подвижных пригруэов12, связанных с консольными рессорами 5 при пом 9 щи серьг 13 и подвесок14, Для замера деформаций консольных рессор 5 они снабжены датчиками 15 деформаций.Стенд работает следующим образом.Перед началом исследований производится тарировка каждой консольнойрессоры 5 (фиг, 4, прямая ь ) и определение зависимости 5=1(Р) для модельного основания (Фиг, 4, криваяд),Модель устанавливается на вертикальные штоки 8 и нагружается пригрузом 3, имитирующим нагрузку отсобственной массы И. Нагрузка передается через вертикальные штоки 8на консольные рессоры 5, по деформациям которых определяются величинысосредоточенных сил, имитирующих реактивный отпор основания Р,При помощи подвижных пригрузок 12прогибы консольных рессор 51 соот: основанияпри различных .сочетанияхнагрузок и деформационных воздействий основания (уступ, наклон, кривизна), что позволяет получить более точную картину напряженно-дефор"мированного состояния моделей стро"ительных конструкций . и рациональ но"запроектировать конструкцию.Параметры консольных рессор определяются системой уравненийКСюрЗ Е1 где 1 -" номер консольной рессоры;5 - велицина остаточных дефорО 1 .маций грунта, соответствующая данному уровню нагруженияь 1Е " модуль упругости материалаконсольных рессор 1и Ъ - ширина и высота консорьныхрессор;; - плечо.пригруэа ДР 120либо величина плеча пригруза дР 1при постоянной величине ЬР,010-При действии моментной нагрузкиИ 1 имитируемой грузом 2, или имитации неравномерных деформаций основания при помощи подвижных балок 7производится дальнейшая корректиров Ока прогибов консольных рессор. 5, соответствующая новому уровню нагружения, при помощи подвижных пригрузов12. Консольные рессоры 5, находящиеся в зоне разгрузки, разгружаютсяс корректирвванного состояния (фиг.4,точка 1) и их прогибы соответствуют. осадкам основания при разгрузке. Та. ким образом при помощи упругих рессор 5 имитируются неупругие свойстваГгР" 25 К 35 3 10 ветствующие данной нагрузке Р, при-: водятся в соответствие с осадками нелинейно деформирующегося основания В . Используя известную формулу сопромата, определяется величина необходимого пригруза ЬРь ЕЪЪдр.: 1(паи В щсопь),4 Щ. 1 соответственно ширинаи . высота консольнойрессоры;расстояние от заделкиконсольной рессоры доточки опирания штока;грузовая площадь: Фунда"мента модели, приходяща"яся на одну рессору;коэФФициент жесткости на"турного основания;множитель подобия.коэффициентов жесткости на"турного и модельного .ос"нований;" модель упругости материала рессоры;- величина нормальных напряжений в консольнойрессоре, не превышающая предела пропорциональности;3033886 юг илиал ППП "Патент",