Файл: Глуховский А.Д. Каркасы многоэтажных промышленных зданий с крупной сеткой колонн.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.07.2024
Просмотров: 108
Скачиваний: 0
ные и несколько большие максимально возможных рас четных усилий в сечениях при работе фермы как ригеля: многоэтажной рамы.
На строительстве многоэтажного промышленного зда ния в Ленинграде испытали два опытных образца фермы: натуральной величины. Один из них взяли из первой пар тии, изготовленной для монтажа здания, а второй специ ально приготовили для экспериментальной проверки.
Размеры опытных образцов безраскосных ферм (рис. 13) полностью соответствовали размерам и армировке ферм, принятым в рабочих чертежах запроектиро ванного здания.
Опытные образцы ферм изготовили па заводе железо бетонных изделий (рис. 14). Арматуру верхнего и нижне го поясов предварительно напрягали электротермичес ким способом.
Впервой ферме, взятой из партии, бетон пропаривали
втечение 52 ч при температуре 50—70° С, а отпуск на тяжения арматуры осуществили на третьи сутки при Ку биковой прочности бетона 268 кгс на 1 см2. Во второй ферме, изготовленной специально для эксперименталь ной проверки, бетон пропаривали в течение 50 ч при тем
пературе 80— 100° С, а отпуск натяжения осуществили на третьи сутки при кубиковой прочности бетона 350 кгс
па 1 см2.
Опытные фермы испытывали в условиях, близких к условиям их работы в сооружении. После установки ферм на специальном стенде в вертикальном положении на верхний и нижний пояса уложили ребристые плиты настилов двух перекрытий и произвели замоноличивание всех стыков и сопряжений. При этом бетон уплотняли вибраторами, а твердение происходило в процессе про паривания. Прочность бетона замоиоличивания опреде ляли в конструкции приборами ударного действия — «душкой ЛИСИ».
На первой стадии испытания обе фермы загрузили нормативной нагрузкой по 4,2 тс на 1 пог. м на каждый пояс (или 8,4 тс на 1 пог. м на всю ферму) без учета собственного веса фермы, настила и бетона замоноличивания. Загрузку производили четырьмя ступенями с выдержкой после каждой ступени 15—24 ч. При этом раньше загрузили нижний пояс, а затем верхний. Это позволило испытать ферму: а) на действие нормативной нагрузки, приложенной только к нижнему поясу фермы;
4—952 |
49 |
б) иа действие нормативной нагрузки, приложенной к нижнему и верхнему поясам ферм одновременно, и в) на
надежность |
анкеровки арматуры стоек при нагрузке |
||
только нижнего пояса. |
|
|
|
На второй |
стадии |
испытания обе |
фермы загрузили |
расчетной нагрузкой по 4,92 тс иа 1 |
пог. м на каждый |
||
пояс (или 9,84 тс на 1 |
пог. м на всю |
ферму) без учета |
собственного веса фермы, настила и бетона замомоличивання. При этом раньше загрузили нижний пояс, а за тем — верхний.
На дальнейших стадиях две испытанные фермы за гружали по-разному.
Ферма № 1. После загрузки верхнего п нижнего по ясов расчетной нагрузкой нагружали только верхний пояс, причем ступенями. Нагрузка была доведена до сум марной 22,65 тс на 1 пог. м фермы с учетом собственно го веса фермы, настилов и бетона замоиоличиваиия. Пос ле каждой ступени загрузки выдержка составляла
15ч.
Ферма № 2. После загрузки верхнего п нижнего поя
сов расчетной нагрузкой попеременно нагружали ниж ний и верхний пояса разными ступенями. Такой порядок загружения был принят до момента, когда суммарная нагрузка на оба пояса достигала 11,44 тс на 1 пог. м (на нижнем поясе в это время было 6,52 тс-пог. м). В даль нейшем загружали только верхний пояс. Эта загрузка ступенями была доведена до суммарной 26,83 тс на 1 пог. м с учетом собственного веса фермы, настилов и бетона замонол ичивания.
На испытанных фермах установили тензометры сис темы Аистова с точностью измерения 0,001 мм и проги-
бомеры |
системы Максимова с точностью измерений |
0,01 мм. |
Тензометры иа бетоне имели базу 200 AIM, а на |
арматуре — 100 мм.
На ферме № 1 установили ПО тензометров и 13 прогибомеров, на ферме № 2 — соответственно 44 и 12. На ферме № 1 тензометры были установлены только на бе тоне, а на ферме № 2 — иа бетоне и на растянутой арма туре (7 тензометров). Тензометры установили не только на поясах ферм, но н на панелях настила, что позволило проследить за совместной работой фермы п настилов.
Показания приборов снимались на всех ступенях за гружения в начале и конце выдержки. На каждой сту пени осматривали поверхности ферм, отмечали появле
50
ние трещин, их направление и замеряли ширину их рас крытия.
Обе испытанные фермы не были доведены до стадии разрушения.
Отношение максимальной нагрузки к нормативной в
22 65
ферме № 1 составило—:— = 1,75. Максимальная на-
13
грузка на ферму № 2 была 26,83 тс на 1 пог.м\ норма тивная нагрузка на эту же ферму— 13 тс на 1 пог.м.
Отношение максимальной нагрузки к нормативной
1 |
\г о |
Ям |
26,83 |
ОП7 |
|
в ферме № 2 составило—— |
------=2,07. |
||||
ѵ |
|
Ян |
13 |
|
|
|
При этих нагрузках фермы не разрушились. |
||||
|
Прогибы ферм в середине пролета под нормативной |
||||
нагрузкой составили: № 1 — 1,33 |
см, |
или 1/860 пролета; |
|||
№ 2— 1,48 см, или |
1/770 пролета. |
В эти величины ие во |
шли первоначальные прогибы, полученные фермами от собственного веса настилов и бетона замоноличиваиия.
Деформации бетона и стали |
по своему характеру |
|
в основном соответствовали эпюре изгибающих |
момен |
|
тов. Максимальных значений |
деформации |
достигли |
в местах наибольших расчетных моментов. Максимальные деформации сжатия бетона, получен
ные при испытании двух ферм, не превысили допускае мого предела (£=0,0015-4-0,0020).
Максимальные деформации растяжения стали имели место в поясе и крайних стойках ферм, где под норма тивной нагрузкой они достигли величины, при которой
напряжение |
в стали было 1596 кгс/см2, а при нагрузке |
|
18,18 тс на 1 |
пог. м — величины, |
при которой напряже |
ние в стали было 3087 кгс/см2. |
нижней поверхности |
|
Тензометры, поставленные па |
плит настила, показали сжатие бетона в плите и удлине ние в ребрах, что соответствовало принятой расчет ной предпосылке о совместной работе настила с фер мами.
Первые трещины появились в местах сопряжения поясов и стоек при нагрузке 6,64 тс на 1 пог. м, состав ляющей половину нормативной нагрузки. Трещины в этим местах имели наибольшую ширину раскрытия на всех дальнейших стадиях загрузки ферм.
При нормативной нагрузке 8,79 тс на 1 пог. м фермы наибольшая ширина раскрытия трещин была 0,35 мм в ферме № 1 и 0,7 мм в ферме № 2 (предельно допускае-
4=1« |
51 |
мая Ширина раскрытия трещим при нормативной на грузке 0,3 мм).
После полной разгрузки ферм часть трещин закры валась, а ширина раскрытия других трещин уменьша лась. Это указывает на то, что при нагрузке, превышаю щей в 1,75—2,07 раза нормативную, фермы находились еще в состоянии упругих деформаций.
Выполненная работа по экспериментальной провер ке двух опытных образцов ферм натуральной величины
позволяет сделать следующие выводы. |
1 (22,65 тс |
|||
|
1. Максимальная нагрузка на ферму № |
|||
на |
1 пог. м фермы) |
превышала нормативную в 1,75 ра |
||
за; |
максимальная нагрузка иа ферму № 2 |
(26,83 |
тс на |
|
1 пог. м) превышала |
нормативную в 2,07раза. |
При |
||
этих нагрузках фермы не были доведены |
до разруше |
ния. Эти результаты позволяют сделать вывод, что про веренные фермы отвечают требованиям прочности.
2.Прогибы ферм под нормативной нагрузкой в фер ме № 1 составили 1/860 пролета, а в ферме № 2 — 1/770' пролета. Если допустить, что при длительном действии нагрузки эти прогибы увеличатся в 1,5 раза, то в ферме-
№1 они составят 1/570 пролета и в ферме № 2 — 1/510' пролета, т. е. меньше допускаемой величины по нормам (1/400 пролета).
3.Ширина раскрытия трещин при нормативной на
грузке превышает предельно допустимую величину поі нормам. Кроме того, трещины начали появляться уже при нагрузке, составляющей половину нормативной. Это имело место в узлах соединения поясов со стойками, что указывает на значительную концентрацию напряжений в этих местах. Отсюда необходимо сделать вывод о без условной целесообразности устройства вутов в местах сопряжения стоек с поясами фермы.
На строительстве многоэтажного промышленного здания в Воронеже были применены рамно-подкосные фермы. Их применили в строительстве промышленных зданий впервые. Была произведена всесторонняя экспе риментальная проверка двух опытных образцов нату ральной величины.
Размеры опытных образцов рамно-подкосных ферм: показаны на рис. 15. Полная длина фермы 10,95 м\ рас четный пролет 10,65 м; полная высота 2,7 м\ расчетная; высота 2,32 м\ длина крайней панели 2,7 м и сред ней 5,25 м.
52
Оба пояса ферм имеют тавровое поперечное сечение, На выступающие полки этого сечения опираются плиты перекрытий. Стойки и подкосы ферм имеют прямоуголь
ное поперечное сечение.
Нижний пояс фермы с предварительно-напряженной арматурой; верхний пояс стойки и подкосы — с армату-
1-1
Рис. 15. Опытный образец рампо-подкосмоп фермы
рой без предварительного напряжения. Ненапряженная стержневая арматура — низколегированная сталь клас са А-ІІІ по ГОСТ 5781—62 марки 35ГС периодического профиля. Напряженная арматура нижнего пояса состо ит из четырех стержней диаметром 32 мм стали марки 35ГС, упрочненной вытяжкой до 5500 кгс/см2 при удли нении не более 3,5%.
Величина контролируемого напряжения в напряжен ной арматуре принята 0,85 7?|J=4680 кгс/см2. Общее кон
тролируемое усилие в напряженной арматуре 151 тс. Марка бетона 400 кг/см2\ расход арматуры на фермы 929 кг\ расход бетона 3,73 лг3; вес фермы 9,3 т.
Опытные образцы ферм изготовили на заводе желе зобетонных изделий в положении «плашмя» на металли ческом стенде в сборно-разборной металлической опа лубке.
Натяжение арматуры на стенде осуществляли гид равлическим домкратом для стержневой арматуры. Каж дый стержень натягивали в отдельности. Контроль за натяжением вели по манометру и величине вытяжки Бетон укладывали вручную и уплотняли глубинным вибратором. Для контроля за прочностью бетона отобра ли образцы — 9 кубиков 10Х10ХЮ см на каждую фер му. Твердение бетона происходило в естественных усло виях. Поверхность бетона укрыли опилками, которые
53
периодически увлажняли. В этих же условиях хранили и образцы-кубики. Эти образцы испытали через 10, 15 и 38 дней после изготовления. Через 10 дней прочность
Q
Рис. 16. Схема приложения нагрузок при испытании
а — схема приложения нагрузок при одностороннем загружеиии; б — схема при ложения нагрузок при симметричном загружешш
их была 370 кгс/см2, через 38 дней |
— 490 кгс/см2. Сред |
няя прочность бетона, уложенного |
в опытные образцы |
ферм,— 455 кгс/см2 (при проектной 400 кгс/см2). Напряжение с арматуры на бетон передавали непо
средственно перед началом испытания. При этом во вто-
54