Устройство для испытания образца из бетона

сОюэ сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1795341 п 9) 08 1)5 0 О ЕН противл Ю. Испыройиздат,енты 8. При ие равномерно ржнями, исклюпятствуют лавиобразца после начения напрярастраспзчая г 1нообрдостй ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР( 21) 843146/28 (22) 7,06.90 (46) 5,02.93,Бюл ЛФ 6 (71) сесоюзный научно-исследовательский инст тут гидротехники им,Б,Е.Веденеева (72),В.Караваев. П,И,Васильев и А,Д,Ртищев (56) крамбаев Б.Г., Лещинский Н, танив прочности бетона, М. Госст 1964, с.176,ермит Р, Проблемы технологии бетона, .: Госстройиздат, 1959, с,292,Ахалкаци П,ШМириманов Г,Н., Приспособление для определения предельных удлинений бетона при осевом растяжении цилИндрических образцов, Бетон и железобетон. % 2, 1969, с.16-21, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗ А ИЗ БЕТОНА (57) зобретение относится к испытаниям обра цов из бетона на прочность. Целью изобретения является повышение точности испытаний. Устройство содержит две пары траверс 6, шарнирно опертых на плиты 3, и четыре стержня 7, скрепленные с траверсами 6 с помощью сферических шайб 9 и гаек 10 пи установленном образце 1, В центральой части стержней 7 расположены динам метрические элем ении образца 1 усил деляется между стерекосы. Стержни пре зному разрушениюжения в его сечении з жения, равного временинию, 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1795341Изобретение относится к области экспериментальных исследований по определению механических характеристик бетона.Важнейшими механическими характеристиками бетона являются его прочность и предельная растякимость (деформация,соответствующая нагрузке разрушения) при осевом растяжении. Обычно указанные характеристики бетона определяются путем испытайия цилиндрических или призматических образцов, оснащенных приборами для измерения деформаций, путем приложения к их концам с помощью различного рода захватов растягивающей нагрузки,Нагрузка прикладывается ступенями, составляющими 1(10-1/20 от разрушающей. На каждой ступени нагружения снимаются отсчеты по приборам. Последний отсчет удается снять при нагрузке, соответствующей 0,90-0,95 от разрушающей. По полученным в эксперименте данным строится индикаторная диаграмма о - ,а. Предельная растяжимость бетона определяется в этом случае путем экстраполяция диаграммы о - .е.Указанный способ определения предельной растяжимости бетона. может привести к значительным погрешностям, так как при нагрузках, близких к разрушающей, вследствие микротрещинообразования интенсивность прироста, деформаций растяжения значительно выше, чем на начальной стадии нагружения.Известно устройство для испытания образцов на осевое растяжении, при использовании которого может быть построена полная индикаторная диаграмма сг - я, Это устройство включает в себя отрезок металлической трубы, снабженный у концов наружной и внутренней резьбой; два захвата, навинчиваемых на концы трубы и снабженных приспособлениями для приложения растягивающей нагрузки; и вкладыш из легкодеформируемого материала, например из пористой резины, прилегающей к внутренней поверхности трубы на свободном от резьбы участке, Бетонный образец отливается непосредственно в трубе. Благодаря . резьбе на внутренней поверхности трубы концы образца прочно соединяются с последней, При прилокении нагрузки к захватам одновременно растягиваются как стальная труба, так и расположенный внутри ее бетонный образец. Деформации во время эксперимента измеряются приборами, установленными на трубе, Система "труба - образец" может воспринимать нагрузку после полного выхода из работы бетонного образца, что позволяет построить полную индикаторную диаграмму д - а, состоящуюиз восходящей ветви, участка псевдопластичности и ниспадающей ветви, и болееточно определить величины напряжений и5 деФормаций, соответствующие. максимальной нагрузке, воспринимаемой бетоннымобразцом.Недостатком указанного устройства является то, что вследствие усадки бетона в"0 образце, концы которого прочно соединеныс трубой, еще до прилокения внешней нагрузки возникают деформации растяжения,что может существенно уменьшить прочность и предельную растяжимость бетона.15 . Известно также устройство для испытания образцов на осевое растяжение, прини-.маемое в качестве прототипа, состоящее издвух крестовин или плит, имеющих по 4 отверстия со сферическими гнездами, распо 20 .ложенных на одинаковом расстоянии от осиобразца, 4-х стальных. стержней с резьбойна концах, 8 сферических шайб и 8 гаек.Крестовинй(плиты) крепятся к захватам образца; Через отверстия в крестовинах пропускаются стержни, на концах которыходеваются сферические шайбы и навинчиваются гайкиДля краткости устройство, состоящее изплит (крестовин), стержней, сферическихЭ 0 шайб и гаек, будем называть кондуктором.Приложенная к системе "образец+ кондуктор" растягивающая нагрузка М распределяется между элементами системы прямопропорционально их жесткостям. С цельюЗ 5 определения усилий, воспринимаемых образцом йо и кондуктором Мк, с помощьюприборов, установленных на образце истержнях кондуктора, производится измерение деформаций удлинения бетонного40 образца - е, и стержней кондуктора - Ю,.Это позволяет при определенных условияхпостроить полную диаграмму о- е растяжения бетона.К числу основных условий, при которых45 в эксперименте может быть получена полная диаграмма о- я растяжения бетона, относится условие большей жесткостикондуктора. Выполнение этого условия приводит к необходимости иметь в качестве ос 50 ноаных элементов кондуктора стальныестержни большого диаметра (РиЮ,1 Ро). 8этом случае дополнительные деформациистержней кондуктора, возникающие вследствие развития пластических деформаций в55 бетоне образца, невелик и не приводит кразрушению образца,Другим условием является осевое нагружение бетонного образца, что возможнолишь в случае равенства усилий в стержнях Кондуктора во все время эксперимента,Одним из недостатков рассматриваемой конструкции кондуктора является больШая трудоемкость проведения эксперимента, обусловленная необходимостью выравнивания усилий в стержнях кондуктора на начальной стадии эксперимента, путем поочередного подтягивания гаек при одновременном контроле усилий в стержнях с помощью установленных на них измерительных приборов. Однако даже осуществление этой трудоемкости и длительной операции не предотвращает неравномерности распределения усилий в стержнях кондуктора на последующих этапах нагружения системы "образец+ кондуктор", приводящей к снижению точности Эксперимента.Другим недостатком этой конструкции устройства для испытания образцов является необходимость использования высоко- чувствительных датчиков для измерения деформаций стержней кондуктора, При диаметре стержней кондуктора, соответствунщем требуемому соотношению жесткости образца и кондуктора, относительные деформации металла стержней сравнительно невелики и их измерение обычной аппаратрой например, с точностью до 1,10 отн,ед.) приведет к недостаточной точности эКсперимента,Целью изобретения является повышение точности определения усилия, воспринимаемого бетонным образцом при применении обычной измерительной аппаратуры, снижение трудоемкости испытаний образцов.Цель достигается тем, что устройство для испытания образцов, включающее две параллельно расположенные плиты с двумя парами центрально симметрично сквозных отверстий в каждой, снабженные захватами для закрепления образца между ними, стержни с резьбой на концах, снабженные в средней части измерительными приборами и сферические шайбы и гайки для крепления стержней, снабжено размещенными с внешней стороны плитдвумя парами параллельно расположенных траверс с двумя сквозными отверстиями в каждой траверсе и четырьмя шарнирными опорами, каждая из которых размещена между соответствующими траверсой и плитой посредине,между отверстиями в траверсе, а концы стержней закреплены к концам траверс посредством указанных сферических шайб и гаФК. Такое соединение стержней и траверс образует статически определимую систему, в которой автоматически обеспечивается равенство усилия в стержнях во все времяэксперимента,Нам известно устройство для испытания образцов, в котором стержни соедине 5 ны траверсами, которые шарнирносвязанны с другой траверсой, ось которойперпендикулярна осям первых двух траверс(см."Заводская лаборатория", М 6, 1962,с.738). Это устройство решает задачу: обес 10 печить равномерное распределение внешнего усилия на 4 точки, Эта задача решаетсяпутем превращения системы из 4 стержнейв статически определимую, В этой системев любой момент времени усилие в каждом15 из стержней составляет 1/4 от величиныприложенного внешнего усилия.С целью повышения точности измерения деформации стержней кондуктора приприменении обычной измерительной аппа 20 ратуры центральная по длине часть стержней выполнена с утонением, например,путем выточки, плавно сопряженной сосмежными частями стержня. Длина участкас выточкой должна не менее чем в 3 раза25 превосходить базу размещенного на немизмерительного прибора,Наличие выточек на стержнях кондуктора незначительно снижает их жесткость,следовательно мало влияет на условия де 30 формирования бетона. Однако вследствиеуменьшенной, например, в 4-5 раз площадипоперечного сечения стержней на участкахизмерения деформаций точность определения усилия, воспринимаемого кондуктором,35 а, следовательно и образцом, повышается внесколько раз по сравнению с применениемв кондукторе стержней постоянного диаметра. Такое конструктивное выполнениестержней кондуктора нам неизвестно.40 На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг,2 - разрез на фиг,1; на фиг.З- узел крепления стержня к траверсе.К торцам бетонного образца 1 с помощью анкеров 2 крепятся плиты 3, снаб 45 женные захватом 4 для приложения ксистеме "образец+ кондуктор" растягивающего усилия и двумя парами центральносимметричных сквозных отверстий в каждой, На плиты 3 посредством шарнирной50 опоры.5 опираются траверсы 6, снабженныеотверстиями со сферическими гнездами,расположенными на одинаковом расстоянии от шарнирной опоры 5, причем расстояние между отверстиями траверс 6 равно55 расстоянию между отверстиями плит 3. Через отверстия в плитах и траверсах пропускаются стержни 7, снабженные на концахрезьбой имеющие в средней части утонениевыточку), оснащенную приборами 8 для измерения.деформаций, Стержни 7 с по1795341 мощью сферических шайб 9 и гаек 10 крепятся к траверсам 6. Оси траверс, опирающихся на пластину, параллельны друг другу, причем оси верхних траверс перпендикулярны осям нижних траверс.Устройство работает следующим образом.Приложенная к системе "образец+ кондуктор" растягивающая нагрузка с помощью плит 3 передается одновременно как на бетонный образец 1, так и на стержни 7, причем к стержням 7 нагрузка от плит 3 передается посредством шарнирных опор 5 и траверс 6, Благодаря принятой системе расположения траверс 6 и соединения их со стержнями 7 автоматически соблюдается равенство усилий в стержнях и осевое приложение нагрузки к бетонному образцу во все время эксперимента, что повышает точность исследований и сокращает их трудоемкость, продолжительность и стоимость,формула изобретения 1. Устройство для испытания образца иэ бетона, содержащее две параллельные плиты с двумя парами центрально симметричных сквозных отверстий в каждой, захваты для закрепления образца между плитами, размещенные в отверстиях плит стержни с резьбой на концах, сферические шайбы и гайки для закрепления стержней и размещенные на стержнях в центральной их части датчики усилия, от л и ч а ю щ ее с я тем, что; с целью повышения точности испытания за счет снижения неравномерности распределения усилий в стержнях, устройство Благодаря наличию на стержнях кондуктора утонения выточки) удается существенно увеличит точность определения усилия, воспринимаемого кондуктором, а, 5 следовательно, и бетонным образцом,Перед проведением исследований с бетонными образцами стержни кондуктора тарируются на прессе. По результатам 10 тарировки устанавливается зависимостьй=1(а). При испытании бетонного образца с применением кондуктора на каждой ступени нагружения одновременно измеряются деформации как бетона образца, так и 15 материала стержня, Это позволяет опреде-лить на всех этапах нагружения системы "образец+ кондуктор" долю усилия, воспринимаемого бетонных образом (й-й-йк) и построить полную диаграмму о - е бетона 20 при растяжении. снабжено размещенными с внешней стороны плит двумя парами параллельных траверс с двумя сквозными отверстиями в каждой траверсе и четырьмя шарнирными опорами, каждая из которых размещена между соответствующими траверсой и пли- той посредине между отверстиями в траверсе, а каждое отверстие траверсы охватывает соответствующую резьбовую часть соответствующего стержня. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что центральная часть стержней выполнена с утонением,1795341 Составитель А. Кар ехред М.Моргент е орректор С,Юско Реда кто и тиям при ГКНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У ул, Гагарина, 1 Заказ 425 Тираж Под. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,