Спосіб випробовування будівельних конструкцій

1. Спосіб випробовування будівельних конструкцій, який включає операції по установці конструкцій, розташуванню приладів, прикладенню вертикальних і бокових навантажень, крутильних моментів, вимірюванню деформацій, обробки результатів, забезпечення техніки безпеки при руйнуванні, який відрізняється тим, що вертикальні і бокові навантаження здійснюються зусиллями, прикладеними у двох площинах паралельних до поздовжньої осі конструкції, при цьому спочатку здійснюють вертикальне навантаження, а потім навантаження крутильним моментом, у вигляді позацентрово прикладного зусилля, помноженого на величину ексцентрицитету. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що між етапами навантаження вимірюють пластичні деформації матеріалів, при цьому для різних серій зразків змінюють параметри режиму навантаження T/M t =0,1;0,2;0,4, де Т - крутильний момент, a Mt - згинаючий момент. З Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при обробці результатів вимірів ураховують нахил і ширину розкриття тріщин, причому нижня грань з тріщинами на розгортці показана двічі. Корисна модель відноситься до області випробовування та вивченню складних умов опірності, повсюдно виникаючих у будівельних конструкціях (сталевих, залізобетонних, дерев'яних) і може бути використаним при проектуванні різного виду споруд. Відомі способи і машини для випробовування зразків. При проведенні лабораторних дослідних робіт по визначенню різних видів деформацій, досліджуючі зразки обмежені у розмірах. Розривні та дослідні машини типу УМ-6, Р-6, ІМ-4Р, преси Гагаріна, Амслера і ін. дозволяють через деформації визначити різні властивості матеріалів, механічних характеристик, надійність, пружність, пластичність, в'язкість, виносливість, текучість та ін. Однак ці машини і способи, як правило, непридатні для випробування будівельних конструкцій, для імітації силових факторів: розтягування, стиснення, зрізу, вигину у двох площинах, крутіння (N z , Qx, Q y ; M z , М х , My). У зв'язку а тим, що неможливо застосувати навантаження, одночасного крутіння, а також у зв'язну з визначними потужностями і габаритами машин і пресового обладнання. Відомий спосіб випробовування будівельних конструкцій, включаючий вертикальне навантаження, бокове навантаження конструкції статичними зусиллями, розміщеними у двох площинах [1]Однак відомий спосіб є недостатньо ефективним, так як при його реалізації не забезпечується створення епюр напружень і деформацій від сумісної взаємодії поздовжніх та поперечних зусиль N z , Qx, Qy, згинаючих та крутильних моментів М х , Мх, M z . Найбільш близьким до корисної моделі є спосіб випробовування будівельних споруд, включаючий операції по: установці конструкції, приладів, застосовуванню вертикальних і бокових навантажень, заміру деформацій, обробні результатів, забезпеченню техніки безпеки при руйнуванні. Досліджувальне спорудження установлюється вертикально на плиту. Для передачі динамічних зусиль використовується гнучке сполучення із розривною вставкою. До верхньої плити закріплюються тяги, спорядженні тяговими силозбуджувачами. Зусилля передаються через тяги на верхню плиту. Надходження даних зусиль стиснення, згину, кручення вимірюються динамометрами [2] - прототип. Недоліком способу є неможливість імітації 00 CD О) Ю о> 5968 складних деформацій, одночасного їх застосування і обчислення, неможливість створення параметрів режиму навантаження при відношенні крутильного моменту до згинаючого (T/Mt) = 0,1; 0,2; 0,4, тобто для характерних експлуатаційних відношень величин навантажень. Неможливість збереження і дотримування техніки безпеки при раптових руйнувань. В основу способу випробовування будівельних конструкцій поставлена задача - розширення функціональної залежності, підвищення ефективності випробовування, що дозволяє визначити схеми руйнувань і всі три граничні спроможності конструкції. Поставлена задача рішається тим, що у способі випробовування будівельних конструкцій, включаючий операції по установці конструкції, розташуванню приладів, застосуванню вертикальних і бокових навантажень, крутильних моментів, замірів деформацій, обробки результатів, забезпеченню техніки безпеки при руйнуванні, згідно корисної моделі, вертикальні і бокові навантаження створюються зусиллями, прикладеними у двох площинах паралельних до поздовжньої осі конструкції, при цьому первісно здійснюють вертикальні навантаження, потім навантаження крутильним моментом у виді позацентрово прикладеного зусилля, помноженого на величину ексцентриситету. Між етапами навантаження проводять заміри пластичних деформацій, при цьому для різних серій зразків змінюють параметри режиму (T/Mt)=0,1; 0,2; 0,4 навантаження. При обробці результатів обмірювань враховують нахил і ширину розкриття тріщин, причому нижня грань з тріщинами на розгортці показана двічі. Приблизно 90% усіх експлуатуючих конструкцій зазнають складних деформацій. Завжди виникає нагальна потреба у провірці і проведенні випробовувань. Для порівняння розрахункових з дослідними даними необхідні подібного виду способи випробовування. Особливо це необхідно для конструкцій каркасних будівель, у яких контурні елементи зазнають складного опору. Для здійснення способу ефективно використовується розривна машина типу ІМС-100 Армавірського завада машин з вилученим верхнім захватом. Через передаточні балки пристрій дає можливість створювати у конструкції складні деформації. На Фіг.1 зображено наочно пристрій в аксонометрії. Для доповнення на Фіг.2 показані розгортки грань трьох балок: КІ-А-0,1* (із зіркою - дублюючий зразок); КІ-А-2 (крутіння згину серії А); КІ-А-0,4* (відношення крутильного моменту до згинаючому дорівнює - 0,4). На гранях показані тріщини. Цифрами показані - етапи навантаження. Наглядність використання способа достатня. Пристрій має (для полегшення проведення роботи) частину преса 1 з пультом управління, розподільну балку 2, на якій розміщені нижні коткові опори (неперешкоджаючі закручуванню січення) 3, випробовуючу конструкцію 4 (попередньо напружено залізобетонну балку, з різною напруженістю арматурних стержнів). На балках 2 і 4 розміщені прилади вимірювання: прогибомір 5, електричний датчик опору 6 (розміщений для вимірювання деформацій згину, зрізу, кручення, стиску), індикатор 7, дзеркало 8 із рисками для заміру кутів закручування. На випробувальній конструкції розміщена шарова опора 9 під траверсою 10 і стоком 11 (реактивний). На кінцях конструкції закріплені консолі із талрепами та навантажуючою площадкою 18. Щоб незатемнювати, на фігурах не показано ряд приладів: рейка, вагу, нівелір, теодоліт та інші деталі. Спосіб випробовування конструкцій здійснюється таким чином: Спочатку по нівеліру установлюють розподільну балку 2, опори 3, конструкцію 4 (із заздалегідь наклеєними датчиками на гранях, на арматурі). При допомозі включення преса 1, опор 9, траверса 10, стійки 11, конструкція закріплюється між ними. У відповідності ГОСТ 8829-88 навантаження на конструкцію 4 прикладується поетапно ступенями рівними спочатку 0,2 потім 0,1 від розрахункових руйнуючих величин навантаження. У зоні випробовування чистий вигиб (відстань між опорами 9) створюється машиною 1, за допомогою підйому траверси 10 разом із зразком 4, балкою 2 з переміщенням конструкції вверх, при цьому стійка 11 чинить опір. Потім прикладують крутячий момент шляхом завантаження вантажних площадок вантажем. Крутячий момент визначається як додаток маси вантажів на довжину консолі. Вантажами можуть бути стальні плити або чушки з тарірованою масою 200 і 500 кН. Найбільш характерною величиною відношення крутильного моменту Т до згинаючого Mt приймаються рівною 0,1, 0,3, 0,4. Ці величини відношень характерні для контурних балок, ригелів, прогонів, плит і т.д. Величини зусиль навантаження збільшуються ступенями. Між етапами проводиться обмір величин прогинів та вигинів, деформацій повздовжньої і поперечної арматури з двох сторін, деформації бетону на гранях при допомозі датчиків опору і приладів (автоматичного вимірювача деформацій), кутів закручення та кутів повороту. Обробка результатів випробовувань передбачає операції по: визначенню прикладуючих зусиль, добудові залежності між пошуком оптимальних величин. Включає виконання графіків величин прогинів, вигинів, деформацій бетону і арматури, визначення величини моментів утворення тріщин, граничних і руйнуючих моментів, максимальні величини розкриття тріщин і визначення розбіжностей між даних дослідних величин з розрахунковими, визначення їх граничного стану. Після руйнування конструкція вивільнюється від навантажень. Проводяться уточнення залишкових деформацій, тріщини обводяться тушшю з позначенням етапів завантаження. Для офіційного завершення виконаної роботи, як правило, поверхні грань конструкцій фотографуються. При використанні пропонуючого способу визначається дійсна величина опору конструкції на трьох стадіях роботи, завантаженнями в двох площинах і крутильним моментом. Спосіб дає можливість збільшити ефективність випробовування за рахунок більш точного 5968 використання навантаження за рахунок застосування типової машина преса, ефективних пристосувань, приладів Конструкції, які експлуатуються у будовах сприймають подібні навантаження. Фіг. 1 Спосіб може бути використати на підприємствам залізобетонних конструкцій, в заводських та учбових лабораторіях, а також на різних фірмах, які займаються виробництвом конструкцій. 5968 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А. Крулевський Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601