CZ2011351A3 - Zarízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonu pri zatížení rázem - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zarízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonu pri zatížení rázem, které sestává z hlavní zatežovací veže (1) umístené na dvojici absorpcních podstavcu (2, 3), které jsou pevne prichyceny k zemi, pricemž zatežovací vež je opatrena závažím (11), pro vyvození rázu a každý absorpcní podstavec (2, 3) je opatren snímacem (15) síly s vysokou rozlišovací frekvencí pro monitorování podpurných rekcí a k hlavní zatežovací veži (1) a dvojici absorpcních podstavcu (2, 3) je pripojen vedlejší prícný nosník (18), uložený v dostatecné vzdálenosti od absorpcních podstavcu (1, 2), opatrený dvojicí indukcních snímacu (16) pro monitorování pruhybu betonové desky (13).

Description

Zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení rázem Oblast techniky

Předkládané řešení se týká zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení rázem tj. měření vybraných dynamických veličin v extrémně krátkých časech.

Dosavadní stav techniky

Se stále vzrůstajícím hrozbou teroristického útoku přirozeně roste zájmem o vývoj vysokohodnotných betonů, které by byly schopny absorbovat a disipovat r.aximum energie výbuchu nebo dopadu a tím snížili újmy na zdraví a životech. Dosud neexistuje žádné sofistikované zařízení, které by bylo schopné odpovídajícím způsobem zjistit normovou odezvu betonových desek na zatížení rázem. Jedná se h!avně o dostatečnou robustnost celého zařízení při dostatečné variabilitě týkající se mavně váhy a výšky dopadu závaží. Současně se také jedné o monitorování průhybů a podpůrných reakcí v extrémně krátkých časech. Dále se také jedná o dostatečnou rychlost jednoho měření.

Vysokohodnotné betony se nejčastěji testují na kvazi statická zatížení, .jcastěji na prostý jednoosý tlak, dále pak ve troj nebo čtyř bodovém ohybu. Zřídka hiy- jsou testovány na zatížení rázem. Jedná se pak o velmi složitá zařízení s velmi ^nezenou variabilitou, co se týče rozměrů zkoušeného vzorku či velikosti síly dopadu. Zařízení pro kvazi statické zkoušky pak nejsou schopny vyvinout dostatečně rychlou •informaci, která by odpovídala rázovému zatížení či simulovala tlakovou vlnu exploze.

*_’<>clstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení rázem, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou

• · · • · · • · ·	* · • · • ·	• · 9	• • · •	• ·
* * «	• ·	• *	•
• · II	*·	··	• ··	··

h. to, že se sestává z hlavní zatěžovací věže a dvou absorpčních podstavců, které ;sou k sobě vhodným způsobem přichyceny tak, že vytváří tuhý celek.

Ve výhodném provedení je celé zařízení sestaveno z jednotlivých částí tak, že váha každého jednoho dílu umožňuje jeho jednoduchou přemístitelnost a smontovatelnou a tím zmenšuje čas, který je potřeba na přestavbu za účelem . i oušení vzorků jiných rozměrů.

V dalším výhodném provedení je každý absorpční podstavec pevné přichycen λ zemi čtveřicí kotev, aby bylo zabráněno jakémukoliv posunu a deformaci vlivem . /i.'LI.

V dalším výhodném provedení je konstrukce absorpčního podstavce dostatečně : na na to, aby nedocházelo k deformaci v rámci samotného absorpčního podstavce.

V dalším výhodném provedení je na každý absorpční podstavec umístěn siloměr pro monitorování podpůrných reakcí. Absorpční podstavce jsou k zemi uchyceny tak, : v osová vzdálenost obou siloměrů odpovídala přesně velikosti čistého rozpětí -••Honové desky.

V dalším výhodném provedení je každý absorpční podstavec doplněn dvojící ocelových plných trubek s kruhovým průřezem, které jsou na svých koncích opatřeny tvorem. Ocelové trubky jsou pomocí závitové tyče přichyceny k absorpčnímu podstavci tak, že mezi sebou pevně svírají betonovou desku. Pod spodní ocelovou ;bku je vložen snímač síly, přes který je celý systém trubka-deska-trubka předepnut na požadovanou sílu.

V dalším výhodném provedení je pod zkoušeným vzorkem umístěn ocelový nik, který je uložen v dostatečné vzdálenosti od absorpčních stojek pro eliminaci ! h >nosu vibrací do snímačů. Ocelový nosník je uložen na dvojici stojek přes anti .iPracní drážky, kde je pevně spojen s podlahou. Dostatečná vzdálenost usazení -.'isníku od absorpčních stojek spolu s anti vibračními drážkami zvyšuje kvalitu a přesnost měření.

V dalším výhodném provedení je na dvojici absorpčních podstavců umístěna zatěžovací věž, která je složena z vlastního padajícího závaží, vodící kolejnice, .rJjeciho mechanismu a bezpečnostní pojistky s adaptivním nastavením výšky oopadu.

V dalším výhodném provedení je zatěžovací věž opatřena navíjecím mechanismem, který se skládá ze samotného navijáku, ocelového lana, zdvihacího zařízení a dvojice ok, která jsou přichycena k samotnému závaží a slouží ke zvedání závaží do požadované výšky.

Ve výhodném provedení, je konstrukce zařízení navržena tak, že usnadňuje ¹ ladnou a rychlou demontáž na základní díly, což umožňuje snadnou manipulaci se /mizením a jeho rychlou adaptaci na vzorky jiných rozměrů a tím i rychlou opakovatelnost jednoho měření.

Ve výhodném provedení, je celá konstrukce sestavena z běžné dostupných ocelových profilů, které jsou k sobě vhodným způsobem připojeny tak, že vytváří jeden kompaktní celek a tím splňují dané technické řešení. Použitím běžně vstupných ocelových profilů jsou náklady na výrobu, bez započtení snímačů, tis. Kč. Ve výhodném provedení jsou náklady na provoz, bez započtení snímačů, nulové.

Ve výhodném provedení, je hlavni zatěžovací věž opatřena pojistkou, která drží . ováží v předepsané poloze, a tak je umožněna bezpečná montáž betonové desky na nnsorpční podstavce. Při pádu závaží na betonovou desku, je závaží celou dobu vedeno po vodící kolejnici, která prochází středem padajícího závaží, a tím způsobem nemá závaží jakoukoliv možnost opustit prostor zatěžovací věže. Po dopadu je závaží pomocí navijáku vytaženo po vodící kolejnici zpět do předepsané polohy a zajištěno bezpečnostní pojistkou, a tím je zajištěna bezpečnost pro odstranění staré a instalace nové betonové desky.

-4• · · · · · · · „ ··* ·· ·· ·· ··· ·

Ve výhodném provedení je celá konstrukce sestavena tak, že obsluha celého Mřížení je velmi intuitivní a vyžaduje jen velmi krátké školení. Životnost celého /jiizení je 1.000.000 dopadů.

Ve výhodném provedení, je celé konstrukce sestavena tak, aby na ní mohly být testovány různé betonové desky s maximálním rozpětím 3000 mm, maximální tloušťkou 50 mm a maximální šířkou 200 mm. Zařízení je tak schopno nalézt uplatnění v oblastech, kde je potřeba uplatnit konstrukční beton s vysokou schopností absorpce a disipace energie rázu jakou jsou silniční svodidla, mostní pilíře, sloupy garážích, pobřežní konstrukce, vojenské objekty či stavby se zvýšenou možností ^!-roristického útoku.

oja snění obrázků na výkresech

Zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení a. eui podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsáno na konkrétních příkladech pa vedení. Zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnóťHých betonů při atížení rázem je znázorněno schematicky v bokorysech na obr. 1 a na obr. 2.

Příklady uskutečněni vynálezu

Zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení id/om se skládá ze tří základních částí: zatěžovací věž 1 a dvojice absorpčních podstavců 2, 3.

Konstrukce zatěžovací věže 1 je tvořena čtveřici trubek 4, které jsou na obou . ch koncích pevně svařeny tak, že dohromady tvoří čtvercový půdorys. K horní uPadně zatěžovací věže je doprostřed přivařena vodící kolejnice 6, která zajišťuje . doni padajícího závaží 11. Do konstrukce zatěžovací věže 1 je zamontována bezpečnostní pojistka 5, která udržuje závaží v definované pozici. Bezpečnostní pojistka 5 se skládá z ocelové trubky 6, která je kloubově přichycena k rámu .féžovací věže. Ocelová trubka 6 je opatřena pohyblivým nosem 10, který udržuje

• *	• •	v · * · • ·	•« ·
• ··	• · · •
♦	•	• ·	• ·	*
•	··	··	··

a.mži 11 vdané poloze. Bezpečnostní pojistka 5 s posuvným nosem 10 zajišťuje maximální výšku dopadu až 150 cm s maximální velikostí závaží 11 až do 50 kg.

Hlavní zatěžovací věž 1 a dvojice absorpčních podstavců 2, 3 je doplněna o ,milejší příčný nosník 18, který je uložen v dostatečné vzdálenosti od absorpčních podstavců 1,2 a odizolován od nepříznivých vibrací způsobených dopadem závaží 11 .ivojici anti vibračních drážek 19 za účelem zvýšení přesnosti měření. Zatěžovací věž je opatřena navijákem 17, který je lanem 22 spojen se zdvihacím zařízením 21. Zdvihací zařízení 21 je vedeno po středové ocelové trubky 6 a je pomocí dvojice ' Nových ok 20 spojeno se závažím 11, které vytáhne do předepsané polohy. Na m ilejší příčný nosník 18 je umístěna dvojice indukčních snímačů 16 pro monitorování i , Niybu betonové desky 13.

Dvojice absorpčních podstavců 2, 3 je k sobě natočena tak, aby osová vzdálenost l visek 12 byla nastavena přesně na požadovanou hodnotu rozpětí betonové desky m> Ložiska jsou k absorpčnímu podstavci přichycena ocelovou závitovou tyčí 14 tak, > mezi sebou svírají betonovou desku 13. Ložiska 12 jsou_spolu s betonovou deskou p-.-vné přichycena pres snímač síly 15 k absorpčnímu podstavci 2, 3. Každý absorpční ;^odstavec 2, 3 je pevně přichycen k podlaze čtveřicí kotev 7, které eliminují veškeré deformace vyvozené dopadem. Absorpční snímače 2, 3 jsou opatřeny kruhovými Uvury, do kterých se vloží závitové tyče 8. Na protilehlé závitové tyče se ve směru .dlí desky umístí ocelový úhelník 9 opatřený dvojicí otvorů. Do předem připravených uívoru se pevně přišroubuje konstrukce zatěžovací věže 1, která je tvořena čtveřicí trubek 4.

Tři základní části 1, 2, 3 se dají navzájem variabilně posouvat a tím pádem pokrýt největší škálu velikostí zkoušených vzorků a urychlit opakovatelnost jednoho mni.

Měřeni probíhá uvolněním bezpečnostní pojistky 5 a aktivací závaží 11, které mině padá po vodící kolejnici 6 na betonový vzorek 13. Při volném pádu není závaží ^{1 1} nijak spojeno se zdvihacím zařízením 21 a tudíž ani s navijákem 17. V okamžik mmadu a těsně po něm se zaznamenávají hodnoty podpůrných reakcí pomocí žalovaných snímačů síly 15 s vysokou dynamickou rozlišovací frekvencí. Dále je žňřen průhyb uprostřed rozpětí pomocí dvojice induktivních snímačů 16. Měření probíhají v extrémně krátkých časech se snímací frekvencí min. 4800 Hz. Před .. Jněním bezpečností pojistky je spuštěn systém na sběr dat z instalovaných sn i mačů 15, 16. Ve velmi krátkém čase po dopadu závaží je sběr dat ukončen. Závaží ie pomocí navijáku 17, ocelového lana 22 a zdvihacího zařízení 21 vytaženo zpět po vodicí kolejnici 6 do předepsané polohy, kde je zafixováno bezpečnostní pojistkou 5 která je vybavena bezpečnostním nosem 10. V dalším okamžiku je vyměněna betonová deska 13 za novou. Poté je zaváží 11 sejmuto z ocelových ok 20 a tudíž /upraveno k dalšímu rázu.

l·'t umyslová využitelnost

Zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení iďzem, podle tohoto vynálezu, nalezne uplatnění především v oblastech zkušebnictví a kontroly jakosti. Jedná se především o vysokohodnotné betony sloužící jako základ pro ochranu civilních objektů, kde je zvýšená pravděpodobnost teroristického útoku, bále se může jednat o další konstrukce, bezprostředně vystavené rázovému zatížení iako např. silniční svodidla, mostní pilíře, nosné sloupy v garážích, pobřežní N·. instrukce a vojenské objekty.

Claims (7)

1. i Zařízení pro stanovení odezvy desek z vysokohodnotných betonů při zatížení rázem, vyznačující se tím, že sestává z hlavní zatěžovací věže (1) umístěné na dvojici absorpčních podstavců (2, 3), které jsou pevně přichyceny k zemi, přičemž zatěžovací věž je opatřena závažím (11), pro vyvození rázu a každý absorpční podstavec (2, 3) je opatřen snímačem síly (15) s vysokou rozlišovací frekvencí pro monitorování podpůrných a k hlavní zatěžovací věži (1) a dvojici absorpčních podstavců (2, 3) je připojen vedlejší příčný nosník (18), uložený v dostatečné vzdálenosti od absorpčních podstavců (1, 2), opatřený dvojicí indukčních snímačů (16) pro monitorování průhybů betonové desky (13).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vedlejší příčný nosník (18) je opatřen dvojicí anti vibračních drážek (19) pro jeho odizolování od nepříznivých vibrací způsobených dopadem závaží (11).
3. 3 Zařízeni podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že hlavní zatěžovací věž (1) je opatřena bezpečnostní pojistkou (5) s posuvným nosem (10) pro zajištění maximální výšky dopadu až 150 cm s maximální velikostí závaží (11) až do 50 kg.
4. 4. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zatěžovací věž je opatřena navijákem (17) pro zdvih závaží (11) do předepsané polohy.
5. 5. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že silový snímač (15) je pevně upnut k absorpčnímu podstavci (2, 3) pomocí dvojice ocelových válcových ložisek (12), které jsou pevně osazeny k silovému snímači (15).
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že dvojice ocelových válcových ložisek (12) je pevně přichycena k absorpčnímu snímači pomocí dodatečně předepnutých ocelových závitových tyčí (14) pro znemožnění zpětného nadskočení betonové desky vlivem dopadu závaží (11).
7. 7. Zařízeni podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že absorpční podstavce (2, 3) jsou umístěny vůči sobě posuvně pro nastavení různých rozponů zkoušených betonových desek (13).