Стенд для исследования портальных рам

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 150 1 М 50 ВТОРСЯСМУ СВ епьстВ и ТуникудонойстДОВАИсновйнамчное Я ПОРие си гиизмеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОАНИЕ ИЗ(71) Днепропетровский ордена Тр,го Красного Знамени сельскохозявенный институт(56) 1,Авторское свидетельстно СССРР 450087, кл, 8 01 М 5/00, 1970.2.Паспорт на учебно-лабораторноеоборудование типа СММ для высшихи средних специальных учебных заведений по курсу Сопротивление материалов. Одесса, 1974,(54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕ ИТАЛЬНЫХ РАМ, включающий о анопорами, каркас с кронште иревыми подвесами, нагрузо ри"ельные и регистрирующее приспособления. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,. с целью повышения эФФектинности и точности исследований, каркас выполнен в виде внутренней и наружной П- образных стоек, нагрузочное приспособление снабжено эластичными баллонами, установленными на внутренних поверхностях П-образных стоек, а опо" ры выполнены в ниде дискон, обойм с тензаметрическими балочками и фикса торами и патрубка с тензометрическимк датчиками и Фиксаторами, при этом диски взаимодействуют с обоймами через тензометрические балочки, уста" новленные на перпендикулярным осям, патрубки соединены с дискамч и устаР нонлены с возможностью перемещения по трем осям, а обоймы - вдоль центральной осн дискон4 п Изобретение относится к строитель ству, в частности к испытаниям строительных конструкций.Известно устройство для испытания стрОительных конструкций, Включающее основание с опорами, раму и нагрузач ное приспособление 11.Недостаток устройства заключается в том, что оно не может быть использовано для испытания портальных рам.Наиболее близким к предлагаемому является стенд для исследования г 1 артальных рам, включающий основание с опорами, каркас с кронштейнами и гиревыми падвесами, нагрузачнае,.измерительные и регистрирующее приспасоб ление 23.Недостатки известного стенда зак= лючаются в невысокой эфФективнссти и точности проводимых на нем исследований из-за невозможности точно определить распределение усилий в опорах при различных сочетаниях нагрузок.Цель изобретения - повышение эфФективности и точности исследований.Поставленная цель достигается тем, что в стенде для исследования портальных рам, включающем основание с опорами, каркас с кронштейнами и гиревыми падвесами, нагрузачнае, измерительные и регистрирующее г 1 риспаСобления, каркас выполнен В виде внутренней и наружной П-образных стоек, нагрузочное приспособление снабжено эластичными баллонами, установленными на внутренних поверхностях П-образных стоек, а опоры Выполнены в виде дисков, обойм с тензометрическими балочками и Фиксаторами и патрубка с тензаметрическими датчиками и Фиксаторами, при этом диски взаимодействуют с обоймами через тензометрические балочки установленные по перпендикулярным асям,. патрубки соединены с дисками и установлены с возможностью перемещения по трем осям, а обоймы - вдоль центральной оси дисков,На Фиг. 1 представлен стенд, продольный разрез; на фиг, 2 - разрезА.-А на фиг. 1; на фиг, 3 - та же,вид сверху; на фиг. 4 - разрез Б=Бна фиг. 2; на фиг. 5 - пневматическая схема стенда; на фиг. 6 -11схемы испытуемой портальной раыл,которые могут моделироваться настенде, варианты; на фиг. 12 - хеманагружения портальной рамы,Стенд для исследования портальной рамы устроен следующим образом,Стенд состоит из основания 1,портальной рамы 2, опор 3, кронштейнов 4, гиревых подвесов 5, внутрен=.них и наружных П-образчых стоек б,направляющих роликов 7, эластичныхнапорных баллонов 8. Портальная рама 2 имеет на концах пазы 9 и установлена и Вертикальные вь 1 тачки диска 10, прижимной шайбы11 и штуцера 12,. жестко связанных между собой Винтами 13, и стапарится ат вертикальнага Выдвижения шпанками 14, Писки 10 установлены в обоймы 15 с Вазможностью поворота и Вертикальной плоскости, проходящей вдоль продольной аси стенда. В этой же ПЛОСКОСти ПРИКЛаДЫВаЕТ"Я СИЛОВаЯнагрузка к раме . Па двум взаимноперпендикулярным осям, проходящим перпендикуляр:", аси вращения диска, каждь 1 Й диск сваей сФерической частью ка тактирует с тензаметрическими бал:очками 16,. имеющими тензадатчики сапративле 11 ия 1, Балочки 16 устанавлень В обоймы 15 и имеют реГу,511 гаавасхные Винты 18 с кОнтрГайками 19., Верхние т; -изометрические балочки крепятся к обоймам прижимными планками 20. Обоймы 15 имеют направляюИле 21, кстарыми ани установлены В напОавл 51 ющие 22 ас 1-:авания 1 с Вазможностью подвижности В направлении пРОДОльнОЙ Оси ра 1 ы 2. г, направлЯющих 22 имеется продольный паз, через который проходит винт 23. завинченный В направлЯющие 21. Винтам 23 абаима 15 жестка стапарится на основании 1 Штуцер 12 через проем В обойме 15 накиднай гайкой 24 и кулачкавым соединением 25 связан с патрубкам 26, имеющим с другой стороны нап 1 аавл 51 ю 1 цую 21, установленную В паз направляющей 28, катараЯ ъстанавлена с ВОзмОжнастью ВертикальнаЙ пОдВижнасти на стайке 29 которая В сваю очередь установлена с Вазма.к Остьк) пО 11 ереч нОЙ подвижности В на пра 11 ляющую 0 Основания 1 н Напоав - л 511 ок 1 а 5 я 28 и стайка 29 стапарятсяСтенц имеет кр"нштейны 4 ДлЯ ГиреВых г 1 одвесав 5. КО 11 ць 1 кронштейнов 4 проходят через проемы П-образных стоек б, ахватыва 1 вщих раму 2 с двух старая, П-Образные стайки 6 жесткзакреплен на основании 1, а направля 1 ощие ролики 7 закреплены на стайках 6 Ие.,Ду стайками б и портальной Оаз 1 ай 2 установлены эластичные на - га нтчп бал рантСка,"ый Воз пу л па алтая т балт ан-, па пневдларч 7 кавам 3:.ав 11 амеОн" Оаспвепелен 11 ая 1 агауз ка 1 а рлу 2 егу 1 ируется давлением воздуха В баллОнах 8 па абразцаВОму манометру4 зенти 11 ем 35 и драсселем 36: ДПЯ апределениЯ напрЯжений и ДеФарг.аций на раме 2 могут быть наклеены тензадатчики сопротивления. Перемещение шарнирна падвижнаи опоры Определяется по индикаторам часава- ГО типа зайрепленным на стОйкзх; ВСТВВЛЯЕЪЫУ В ГЯЕЗЯО .5Регистрация показаний тензадатчикач осу 5 ществляется специальной аппаратурой ( не показ а 11 О, .Работа на стенде производится следующим образом,При помощи специальных динамометров тарируют тенэобалочки 16 и патрубки 26. После сборки стенда основание 1 выставляется в горизонтальном полокении.На стенде исследуется портальнаярамасо следующей комбинациейопор: шарнирно-подвижной и шарнирнонеподвижной (фиг. 6), в двух шарнирно-неподвижных (фиг. 7), шарнирноподвижной и защемления (фиг. 8), шарнирно-неподвижной и эащемления(фиг. 9), двух защемлений (фиг. 10),а также свободного конца и защемления (фиг. 11) .Для установки шарнирно-подвижнойопоры необходимо ослабить винт 23таким образом, чтобы обойма 15 своими направляющими 21 могла свободноперемещаться по направляющим 22 основания 1 в направлении продольнойоси рамы. При этом накидная гайка 24должна быть снята со штуцера 12, акулачковое соединение 25 рассоединено, Для рассоединения кулачковогосоединения необходимо отвинтить винт32 и отвести стойку 29 по направляющим 30 основания 1.Для установки шарнирно-неподвижной опоры необходимо зажать винт 23(патрубок 26 отсоединен от штуцера12)Для установки защемления необходимо зажать винт 23, подвести патрубок 26 к штуцеру 12 и соединить их 35посредством кулачкового соединения25 и накидной гайки 24. Соосностьштуцера 12 и патрубка 26 достигается перемещением патрубка с направляющей 28 по вертикальной стойке 29. 4Для освобождения одного конца рамы 2от опорной части необходимо отвинтить винты 13, снять шайбу 11, штуцер 12,.шпонку 14 и вытянуть конецрамы яз выточек диска 10. Для этоготребуется снять П-образные стойки 6или отсоединить обе опорные части,а стойки 6 от основания 1. Послеснятия одной опорной части стойки 6вторую опорную часть необходимо поставить обратно,Рама 2 может нагружаться комбинацией сосредоточенных сил, изгибающих моментов и равномерно распределенной нагрузки. Схема приложения нагрузки к раме 2 приведена на фиг.12. Набор направляющих роликов 7 позволяет изменять направления сосредоточенных сил и моментов (пар сил). Равномерно распределенная нагрузка изменяется регулировкой давления сжатого воздуха в эластичных напорных баллонах 8,Перед исследованием портальной рамы 2 на стенде сначала задаются видом ее опор и схемой нагрузки. Устанавливают раму на выбранные опоры, настраивают аппаратуру и балансируют тензодатчики, а после этого нагружают рамусогласно принятой схемы путем установки грузов на гиревые подвесы 5 и подачи сжатого воздуха в эластичные баллоны 8 на тот участок рамы, где по принятой схеме нагрузок действует равномерно распределенная нагрузка.Давление в баллонах контролируется по манометрам 34, а регулируется вентилем 35 и дросселем 36. В нормальном положении вентиль 35 закрыт, а дроссель 36 открыт. Для удобства работы может быть составлена шкала интенсивности сплошной нагрузки в зависимости от давления сжатого воздуха в баллоне 8.Значения полученных силовых факторов в опорах рамы 2 определяют по прибору регистрации показаний тензодатчикоь сопротивления 17.При исследовании портальной рамы 2 со схемами, приведенными на фиг, 6 и 11,перемещение шарнирноподвижной опоры и свободного концарамы 2 может регистрироваться индикато 1 ами часового типа, креплениекоторых выполняется на стойках,вставляемых в гнезда.37,При использовании стенда в учебном процессе предварительно выполняется расчет рамы 2 согласно принятой схемы и полученные результатысравниваются с показаниями прибораи индикаторов.Использование стенда позволитраск.ярить эо.:ожные пределы исследования портальных рам я значитель,меньшя"ь трудосмкость и стоимость экспериментальных работ посравнению с исследованием полноразмерных конструкций и получить достовсрныс данные о величине и характере силовых факторов в опорах приразличных комбинациях опор и нагрузок. Расширяется диапазон исследований портальной рамы на одном стендс.При использования стенда в учебном процессе удобно демонстрировать действующие в опорах силовые факторы в зависимости от вида опор и приложенной нагрузки, проверять правильность определения силовых факторов в опорах рам и перемещения их концов расчетным путем при выполнении студентами индивидуальных заданий, а также применять стенд в качестве тренажера для студентов при расчете статически определимых и статически неопт. лелямых рам.1120201 ставитель В.Малышевхред Л.Коцюбня Корректор Е.Сирохма Редактор Е,Лу в аказ 7730 илиал ППП Патент ВНИИ по 13035