Вертикальний копер з ударником падаючої дії для визначення динамічної міцності бетонів

Реферат: Вертикальний копер з ударником падаючої дії для визначення динамічної міцності бетонів складається з металевої станини, напрямних стійок та падаючого вантажу з ударником. Крім цього під дослідний зразок для сприйняття дії ударника встановлено крешер, виготовлений із м'якої квадратної сталі, за пластичними деформаціями якого визначається динамічна міцність бетону. UA 120492 U (54) ВЕРТИКАЛЬНИЙ КОПЕР З УДАРНИКОМ ПАДАЮЧОЇ ДІЇ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ДИНАМІЧНОЇ МІЦНОСТІ БЕТОНІВ UA 120492 U UA 120492 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувальної техніки в області будівництва, а саме до вертикальних копрів для визначення динамічної міцності бетонів. Відома велика кількість конструкцій вертикальних копрів для визначення динамічної міцності бетонів, які складаються з основи, падаючого вантажу з ударником та напрямних для переміщення в них падаючого вантажу. Основний недолік таких установок полягає у тому, що основною розрахунковою характеристикою є енергія падаючого ударника, яка не є прямою механічною характеристикою досліджуваного матеріалу (Баженов Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. - М.: Стройиздат. - 1970. - 274 с.). Відомий вертикальний копер для визначення динамічної міцності, який складається з станини, падаючого вантажу з ударником, закріплених на станині напрямних для переміщення в них падаючого вантажу, висувної платформи з встановленими на ній опорами випробовуваного зразка і механізму для встановлення силоміра. Силомір встановлений співвісно ударнику. Недоліком даного копра є необхідність використання, при визначенні динамічної міцності, різного роду поправочних коефіцієнтів, пов'язаних із втратами енергії, при одночасному ускладненні конструкції копра (Авторское свидетельство СССР № 993097, G01N 3/30, 1983). Найбільш близьким до запропонованого є вертикальний копер для визначення динамічної міцності, який складається з станини, опор для встановлення на них зразка випробовуваного матеріалу, падаючого вантажу з ударником, закріплених на основі напрямних для переміщення в них падаючого вантажу. Недоліком даного копра, як і в попередньому випадку, є необхідність використання, при визначенні динамічної міцності, різного роду поправочних коефіцієнтів, пов'язаних із втратами енергії (Ударные испытания металлов. Перевод с англ. Маркочева В.М. Под редакцией Дроздовского Б.А. - М.: Мир, 1973. - 318 с.). В основу корисної моделі поставлена задача отримання достовірних значень динамічної міцності бетонів шляхом визначення еквівалентних значень статичного навантаження, яке може сприйняти зразок або конструкція при ударному впливі на них при одночасному спрощенні конструкції копра. Поставлена задача вирішується тим, що у вертикальному копрі з ударником падаючої дії для визначення динамічної міцності бетонів, який складається з металевої станини, напрямних стійок та падаючого вантажу з ударником, згідно з корисною моделлю, під дослідний зразок для сприйняття дії ударника встановлено крешер, виготовлений із м'якої квадратної сталі, за пластичними деформаціями якого визначається динамічна міцність бетону. У порівнянні із відомими конструкціями вертикальних копрів, в яких основною розрахунковою характеристикою при визначенні динамічної міцності є енергія падаючого ударника, в розробленій конструкції пропонується використовувати крешери, виготовлені із м'якої квадратної сталі, за пластичними деформаціями яких визначається еквівалентне значення статичного навантаження, яке може сприйняти зразок або конструкція при ударному впливі на них, що виключає необхідність використання різного роду поправочних коефіцієнтів, пов'язаних із втратами енергії, при розрахунку динамічної міцності. Загальний вигляд розробленої установки, а також вигляд з боку наведені на фіг. 1 та фіг. 2 відповідно. Графік залежності статичного навантаження від деформацій крешера наведено на фіг. 3. Установка для дослідження динамічної міцності бетонів та конструкцій на їх основі складається із металевої станини 1, основної утримуючої рами 2, напрямних стійок 3 та падаючого вантажу з ударником 4. Експериментальний зразок 5 встановлюється на металеву станину 1, яка в свою чергу опирається на силову підлогу. Основна утримуюча рама 2 та напрямні стійки 3 не зв'язані із станиною 1. Для зменшення тертя напрямні стійки 3 змащуються. Під експериментальний зразок встановлюються крешери 6 (див. фіг. 1), виготовлені із м'якої квадратної сталі. При необхідності на зразках влаштовують пропил глибиною до 5 мм. Крешери встановлюють перпендикулярно пропилу. Вантаж з ударником 4 піднімається на відповідну висоту по напрямним стійкам. Після виконання удару бойок пробиває зразок та лишає на крешері відбиток. Крешери виготовляються із м'якої квадратної сталі. На дослідний (бетонний, фібробетонний, залізобетонний) зразок наноситься удар. Ударне навантаження створюється шляхом скидання ударного бойка з певної висоти. Під дослідним зразком розташовується крешер, на якому після дії ударного навантаження проявляються пластичні деформації. Деформації крешерів визначаються з дослідним зразком і без нього. Еквівалентна статична сила при динамічному навантаженні визначається за різницею деформацій крешерів по тарувальній кривій. Тарувальну криву отримують шляхом вдавлювання в крешер бойка при статичному навантаженні. Як пластичні деформації пропонується приймати поперечні деформації, які 1 UA 120492 U 5 10 15 20 25 30 вимірюються мікрометром. Зразок, на якому виконується тарування, повинен бути із однієї партії, що й зразки, які будуть використовуватись в експерименті. У результаті тарування отримано графік залежності статичного навантаження від деформацій крешера (фіг. 3): P=f(t). (1) Як показують проведені дослідження, графік залежності статичного навантаження від деформацій являє собою пряму лінію. Визначення деформацій крешера виконуються мікрометром. Приклад встановлення динамічної міцності на розколювання та розтяг для кубів розмірами 100100 мм, із класу бетону С60 у віці 28 діб. Висота підйому бойка до верху куба - 1,52 м. Вага бойка - 40 кгс. Розрахунковий опір кубів на стиск у віці 28 діб fс.сube, 60=72,1 МПа. Металевий тарувальний зразок мав товщину tt=10,23 мм. Деформації крешера при дії на нього динамічного навантаження з висоти 1,61 м без дослідного зразка склали te=12,97 мм. Початкова товщина даного крешера склала te0=10,40 мм. Приведемо товщину до тарувального зразка tenp=te+tt-te0=12,97+10,23-10,40=12,73 мм. За тарувальною залежністю це відповідає навантаженню Р1=4,43112,73-43,33=13,077 m. Ці ж самі деформації із дослідним зразком склали telz=10,42 мм (te10=10,41 мм). Приведена товщина telznp=10,42+10,23-10,41=10,24 мм. За тарувальною залежністю це відповідає навантаженню Р2=4,43110,24-43,33=2,043 m. Визначаємо еквівалентне статичне навантаження Р=Р1-Р2=13,077-2,043=11,033 m=110,33 кН. Динамічна міцність експериментальних зразків при розколюванні та розтягу визначаються наступним чином: - динамічна міцність при розколюванні:  110,33 кН fd.tn    11, 033 МПа ;  100 см 2 де N - еквівалентне статичне навантаження, А - площа поперечного перерізу; - динамічна міцність при розтягу: fd.tf=fd.tn/2=11,033/2=5,517 МПа. Таким чином, основна перевага запропонованої конструкції вертикального копра полягає в тому, що в результаті випробувань отримуємо еквівалентне значення статичного навантаження, яке може сприйняти зразок або конструкція при ударному впливі на них. Використання пластичних деформацій м'яких сталей для його визначення виключає необхідність застосування різного роду поправочних коефіцієнтів, пов'язаних із втратами енергії при використанні пружин, динамометрів та інших приладів, що застосовуються в копрах інших конструкцій. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Вертикальний копер з ударником падаючої дії для визначення динамічної міцності бетонів, який складається з металевої станини, напрямних стійок та падаючого вантажу з ударником, який відрізняється тим, що під дослідний зразок для сприйняття дії ударника встановлено крешер, виготовлений із м'якої квадратної сталі, за пластичними деформаціями якого визначається динамічна міцність бетону. 2 UA 120492 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3