Файл: Шахназарян С.Х. Возведение зданий методом подъема этажей и перекрытий. Исследования, проектирование, строительство.pdf

Т а б л и ц а ѴІІ.2

Экспериментальные величины перемещений шахты и плиты при свободных нзгибно-сдвиговых колебаниях модели № 1

что при жестком соединении шахты и плиты их горизон­ тальные перемещения получаются одинаковыми. При наличии же демпфера между шахтой и каркасом возни­ кают взаимные смещения. Отметим, что начальные ам­ плитуды затухающих изгибно-сдвиговых колебаний для модели с различными демпфирующими материалами бы­ ли практически одинаковые и совпадали по величине с амплитудой модели без демпферов.

Сопоставление данных табл. VII.1 и ѴІІ.2 показыва­ ет, что с увеличением относительных перемещений шахты и плиты логарифмические декременты затуханий значи­ тельно возрастают. При свободных изгибно-сдвиговых колебаниях интенсивность затухания колебаний системы зависит от вида деформации демпфирующего материала (сжатие, сдвиг). Величина взаимных перемещений шах­ ты и каркаса существенно зависит от упругих свойств материала демпфера.

При испытании модели возмущающая сила в одном случае прикладывалась к шахте, а в другом — к каркасу. Однако измерения показали, что значения декрементов затухания модели не зависят от места приложения силы.

При крутильных колебаниях модели с жесткими узло­ выми соединениями (без демпферов) значение логариф­ мического декремента затухания в среднем оказалось равным 0,012. Для модели с демпферами это значение возрастает более чем в пять раз. Влияние материала демпфера на частоту крутильных колебаний так же, как и для изгибно-сдвиговых колебаний, оказалось несущест­ венным (см. табл. VII.1).

На рис. VII.5 приведены эпюры перемещений модели

№ 1 при крутильных колебаниях в зоне резонанса. От­ метим, что эпюры построены по осциллограммам в один и тот же момент времени после начала свободных зату­ хающих колебаний. При варьировании в модели матери­

перемещения модели уменьшаются- с возрастанием зна­ чений декрементов затухания крутильных колебаний. Результаты испытания модели № 2, имеющей четыре междуэтажных перекрытия, приведенные в табл. VII.I, в сущности мало отличаются от результатов, полученных для модели № 1, имеющей одно перекрытие.

Результаты испытания моделей № Іи 2 показали вы­ сокую эффективность демпферов в поглощении энергии механических колебаний системы, состоящей из гибко­ го каркаса, воспринимающего вертикальные нагрузки, и жесткой шахты, воспринимающей в основном горизон­ тальные силы.

При этом было установлено, что:

при изгибно-сдвиговых колебаниях шахта и плита междуэтажных перекрытий имеют одинаковые горизон­ тальные перемещения и практически одинаковые частоты колебаний, если они жестко соединены между собой. При наличии демпферов в узловых соединениях каркаса и шахты частоты колебаний остаются одинаковыми, од­ нако в этом случае в отличие от системы с жесткими соединениями каркас и шахта имеют неодинаковые пере­ мещения; при одинаковых крутящих моментах углы за-

Рис. VI 1.5. Эпюры приведенных перемещений плиты модели № 1 при резонансных крутильных колебаниях

/ — ж е с т к о е со е д и н е н и е ; 2 — д е м п ­ ф е р из д р е в е с н ы х с т р у ж е к ; 3—д е м п ­

ф ер из р е з и н ы ; 4 — д е м п ф е р и з в а л ь ц м а с с ы

258

Ѵ-образных демпферов под действием указанных сил происходит скольжение опорных частей демпферов по поверхности шахты, приводящей к значительному погло­ щению энергии.

Программой исследований предусматривалось изу­ чение:

упругогистерезисных характеристик одиночных Ѵ-об­ разных демпферов под действием статической нагрузки; упругогистерезисных характеристик системы Ѵ-образ- ных демпферов, установленных в кольцевом зазоре, под

действием статической нагрузки; влияния Ѵ-образных демпферов на работу железобе­

тонной одноярусной модели каркасного здания с шахтой при динамических нагрузках.

1. Упругогистерезисные характеристики одиночных Ѵ-образных демпферов

Объектом исследования являлись два типа Ѵ-образ­ ных демпферов, геометрические характеристики которых представлены в табл. VII.3. Демпферы типа А отлича­ лись от демпферов типа Б по углу раскрытия а.

Испытаниям были подвергнуты по четыре демпфера каждого типа по схемам, указанным на рис. VII.7. Испы­ тания проводились на прессе типа F М-100 ,с динамомет­

со ступенями 20 кгс при наличии и отсутствии трения по

контакту.

При каждой ступени загрузки (разгрузки) индикато­ рами часового типа с ценой деления 10 мк измерялись вертикальные деформации демпфера А (см. рис. ѴІІ.7).

По полученным результатам были построены петли

260

Рис. VII.7. Схемы испытаний демпферов

Рис. VI 1.8. Упругогистерезисные кривые одиночных демпферов при ста­ тических испытаниях

а — д е м п ф е р ы т и п а А ; б — д е м п ф е р ы т и п а Б. С п л о ш н ы е л и н и и о т н о с я т с я к д е м п ф е р а м при н а л и ч и и с и л т р е н и я ; ш т р и х л н н н и — к д е м п ф е р а м при о т с у т ­ стви и с и л т р е н и я

гистерезиса (рис. VII.8). На рисунке штрихлинией пока­ заны кривые при отсутствии сил трения. Из представлен­ ных графиков видно, что для четырех образцов одного типа демпферов получаются почти идентичные резуль­ таты. При этом опытные зависимости имеют криволиней­

261

ный характер как при наличии, так и при отсутствии трения и могут быть представлены в следующем виде:

Значения параметров С и К при наличии сил трения (рис. VII.7, а), полученные по методу наименьших квад­ ратов, представлены в табл. VII.4. В той же таблице приведены значения С и К при отсутствии сил трения (рис. VII.7, б).

Т а б л и ц а V I 1.4

Значения коэффициентов С (числитель) и К (знаменатель) при статических испытаниях одиночных Ѵ-образных демпферов

По результатам проведенных экспериментов над оди­ ночными демпферами при статическом воздействии на­ грузки можно отметить следующее. Зависимость между внешней нагрузкой и деформациями демпферов при на­ личии трения нелинейная. При отсутствии трения также наблюдается нелинейная зависимость, однако в менее выраженной форме; Жесткость демпферов зависит от уг­ ла раскрытия а. А именно, с увеличением угла раскрытия

2. Упругогистерезисные характеристики системы Ѵ-образных демпферов

Помимо испытаний одиночных демпферов, имея в ви­ ду, что в натуре между шахтами и плитами перекрытий устанавливается система демпферов с определенным

262