Устройство для испытания элементов сейсмостойких сооружений

Устройство для испытания элементов сейсмостойких сооружений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е < азтовг

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.75 (21) 2145642/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано05,10.76,Бюллетень №37 (45) Дата опубликования описания 15.02.77 (51) М. Кл. G01 N 3/32

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Ro делам иэооретений и открытий (53) УДК 69,058.669, .841,002.56 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. И. Иванов и А. И. Плугин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

СЕЙСМОСТОЙКИХ СООРУЖЕНИЙ

Изобретение относится к области строительства и предназначено для реализации испытательного стенда различного рода, сдающих элементов амортизаторов, гидробуферов и т.п., работаюших в конструкциях сейс- 5 мостойких фундаментов зданий и оборудования и служаших для восприятия и смягчения резких ударных нагрузок.

Известно устройство для динамических испытаний строительных конструкций (11, 10

Это устройство выполнено с электродвигателем, врашательным контактным узлом и рядом механических передач, Недостатки известного устройства заклю- у чаются в сложности его конструкции и низкой эксплуатационной надежности, Известно также другое устройство для испытания элементов сейсмостойких сооружений (21.

Это устройство содержит укрепленные на опорной раме импульсный силовозбудитель с поршнем, шток которого ориентирован по центру испытываемого элемента, и реактивные твердотопливные двигатели. 25

Последнее из указанных выше устройств является более близким к изобретению, Недостаток известного устройства заключается в том, что его приводная часть выполнена в виде открытого реактивного двигателя. В связи с этим при запуске двигателя нарастание давления на раму происходит хотя и быстро, но не мгновенно, Затем, пока не сгорит все топливо, давление остается постоянным, Таким образом, с помошью известного устройства весьма затруднительно обеспечить время нарастания сейсмического воздействия, соответствующего времени удара, а также невозможно получить серию мошных ударных импульсов действуюших в короткий промежуток времени, Кроме того, огорная рама выполнена так, что на нее можно установить только испытываемый объект, и встряхивая его, наблюдать только за его состоянием. Возможность же сравнения с эталоном и тарировки испытываемого элемента полностью отсутствует, 14елью изобретения является обеспечение ударных воздействий повышенной резко31062

4 укреплен на площадке 28. Управление клапанами, пиропатронами, датчиком и силоизмерителями производится программным блоком 29, а постоянная запись колебаний нагрузки, выдерживаемой элементом 26, ведется с помощью, например, осциллогр фа 30, соединенного с программным блоком 29. Рама 7 имеет опоры 31, которые устанавливаются на эталонные элементы 32, © размещенные, в свою очередь, на силои мерителях 33, имеющих индивидуальные блоки записи изменения нагрузки, например, осциллографы 34, 35. На штоке 4 оборудован ограничитель обратного хода 36.

Устройство работает следующим образом, Рама 7 устанавливается на эталонных элементах 32 и силоизмерителях 33, затем под шток 4 подводится испытываемый элемент 26, установленный на силоизмерителе 27, По команде программного блока

29

29 открываются клапаны 19, 20, проводящие газ из баллонов 21, 22 и пэ трубопроводам 17, 18 в камеру сопла 2, При этом газ типа ацетиленкислород, пропанкислород подается в определенном количестве, а отсечка газа производится при достижении в камере сопла 2 определенного давления, По специальному сигналу включаются двигатели 10 и осциллографы 30, 34, 35, 3

5 сти и расширение функциональных возможностей устройства для испытания элементов сейсмостойких сооружений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены программный блок, эталонные элементы и силоизмерители, а импульсный силовозбудитель выполнен в виде сверхзвукового сопла, переходящего в приводной цилиндр, с боковыми отверстиями и оснащен клапанами газового наполнения, датчиком внутреннего давления, головкой с пиропатронами и ограничителем обратного хода штока поршня, причем выходы программного блока соединены с клапанами газового наполнения, пиропатронами, датчиком внутреннего давления и силоизмерителями, испытываемый элемент подведен под шток поршня и укреплен на одном из силоизмерителей, эталонные элементы размещены под опорами рамы и установлены на других силоизмерителях, реактивные -твердотопливные двигатели расположе.-ны на верхних площадках рамы и снабжены общей огневой связью.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг,2— разрез по А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из приводного цилиндра 1, переходящего в сверхзвуковое сопло 2, поршня 3 со штоком 4 уплотнителями 5 и пружиной 6. цилиндр установ лен на опорной раме 7, имеющей в месте прохождения штока 4 ограничительные н правляюшие 8. Опирается цилиндр на раму при помощи фланцев 9, которые прижимаются к раме несколькими реактивными твердотопливными двигателями 10.

Двигатели 10 соединены между собой обшей огневой связью 11, которая обеспечивает одинаковое давление на фланец от каждого двигателя за счет одновременного горения ташек 12. Приводной цилиндр 1 выполнен с боковыми отверстиями 13 (фиг.2 служащими для сброса давления во время хода поршня вниз, При подборе силы ударов отверстия регулируются по сечению с помощью кольца 14 с фиксатором в виде болта, Сверхзвуковое сопло 2 (фиг. 1) оснащено головкой 15 с размещенными на ней несколькими пиропатронами 16. К соплу подведены два трубопровода 17, 18 с клапанами газового наполнения 19, 20, служащими для введения в полость сопла газа из баллонов 21, 22, снабженных, редукторами 23, 24. Кроме того, на корпусе сопла установлен датчик 25 внутреннего давления.

Шток 4 поршня опирается на испытываемый элемент 26, например гидробуфер, амортизатор и т.п., установленный на силоизмеритель 27, который, в свою очередь, 39

Зб

49

) 5

66

Зб

При наборе тяги двигателями 10, а это происходит почти мгновенно, срабатывает один из пиропатронов 16 и в результате происходит детонация взрывной смеси, нахсдяшейся в полости сопла 2. Ударная волна обрушивается на поршень 3, который через шток 4 передает мгновенный резкий удар на испытываемый элемент 26, При этом поршень 3 открывает отверстия 13, сбрасывая давление в камере сопла 2 и под воздействием пружины 6 возвращается в нейтральное положение. В этот момент срабатывает силоизмеритель 27 на максимальную нагрузку, а осциллограф 30 фиксирует ее величину, После сброса давления нагрузка на эталонные 32 и испытываемый 26 элементы становится одинаковой благодаря работе двигателей 10. При этом показания осш лографа 30, 34 и 35 должны совпадать, если испытываемый образец отвечает тре.бованиям изготовления и отрегулирован соответствующим образом, При отклонении показаний осциллографа 30 от показаний осциллографов в 34 35 и необходимости тарировки элемента 26 производится его настройка и повторяются все операции испытания.

Таким образом, предложенная конструктивная реализация устройства позволяет получать ударные нагрузки мгновенного дей5

5 ствия. В соответствии с требуемой программой можно также производить подряд серию ударных воздействий, т,е. возможна точная имитация закона нарастания сейсмического воздействия, вызванного, например, землетрясением. Кроме того, устройство обеспечивает необходимую в целом ряде случаев тарировку испытываемых элементов. формула изобретения

Устройство для испытания элементов сейсмостойких сооружений, содержашее укрепленный на опорной раме импульсный сил овозбудитель с поршнем, шток которого ориентирован по центру испытываемого элемента, и реактивные твердотопливные двигатели, отличаюшееся тем, что, с целью обеспечения ударных воздействий повышенной резкости и расширения функциональных возможностей, в него введены программный блок, эталонные элементы и силоизмерители, а импульсный сило31062 возбудитель выполнен в виде сверхзвукового сопла, переходящего в приводной цилиндр, с боковыми отверстиями и оснашен клапанами газового наполнения, датчиком внутреннего давления, головкой с пиропатронами и ограничителем обратного хода штока поршня, причем выходы програмл ного блока соединены с клапанами газового наполнения, пиропатронами, датчиком внутреннего дав © ления и силоизмерителями, испытываемый элемент подведен под шток поршня и укреплен на одном из силоизмерителей, эталонные элементы размешены под опорами рамы и установлены на других силоизмерителях, реактивные твердотопливные двигатели расположены на верхних плошадках рамы и снабжены общей огневой связью.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе изобретения:

20 1, Авторское свидетельство М 246134, кл.

GO1 N 3/32, 1967 г, 2. Авторское свидетельство % 255615, кл, GO1 И 3/32, 1968 -. (прототип).

531062

Составитель Л Морозов

Редактор И. Квачадзе Техред М. Левицкая Корректор Д. Мельниченко

Заказ 5407/148 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород. ул. Проектная, 4