Файл: Глуховский А.Д. Каркасы многоэтажных промышленных зданий с крупной сеткой колонн.pdf

и двух подкосов (рис. 17). Пояса фермы имеют тавровое поперечное сечение с двумя полками для опирания на­ стила перекрытий. Поперечные сечения стоек и подкосов прямоугольные. Длина фермы 10,9 м, высота 3,4 м. Ниж­ ние пояса ферм с предварительно-напряженной арма­ турой были изготовлены отдельно. Их бетонировали в рабочем положении в металлической опалубке с откид­ ными бортами. Стенд для изготовления нижних поясов выполнили из трех продольных железобетонных балок,

1-1

век

Рис. 17. Опытным образец рамно-подкоспоіі фермы

на которые через сварные металлические упоры переда­ вали усилия от напрягаемой стержневой арматуры.

Предварительно-напряженная стержневая арматура нижнего пояса состояла из четырех стержней диаметром 32 мм и двух стержней диаметром 28 мм из низколеги­ рованной стали периодического профиля марки 35ГС, упрочненной вытяжкой до 5500 кгс/см2 при удлинении до 3,5%. Натяжение осуществляли домкратами по одно­ му стержню и контролировали как по усилию, так и по удлинению.

Усилия от напряженной арматуры были переданы на 'бетон в момент, когда прочность последнего, по данным испытания контрольных кубиков, составляла 343 кгс/см2.

Фермы изготовляли в горизонтальном положении в деревянной опалубке. Отдельно заготовленные нижние пояса в местах примыкания к ним стоек и подкосов име­ ли выпуски арматуры. К ним приваривали арматуру каркасов решетки фермы. В фермы укладывали бетон марки 400. Расход бетона на одну ферму 4,45 м3; расход арматурной стали 942 кг; вес фермы 11 т.

60

К моменту испытания прочность бетона, по данным контрольных кубиков, составляла: в нижнем поясе фер­ мы № 1 — 444 кгс/см2, фермы № 2 — 444 кгс/см2, в верх­ нем поясе фермы № 1 — 389 кгс/см2, фермы № 2 —■ 389 кгс/см2.

Рис. 18. Испытание ферм. Общий вид

Фермы испытывали в горизонтальном положении на специально изготовленном испытательном стенде (рис. 18). Обе фермы были связаны системой металли­ ческих тяжей и распределительных траверс. Через эту систему связей нагрузка от двух отдельных групп гид­ родомкратов передавалась в строго фиксированных точ­ ках верхних и нижних поясов обеих ферм.

Верхние пояса ферм нагружали домкратами типа ДП-60-315 в девяти точках. Нижние пояса ферм — дом­ кратами типа ДП-100 в восьми точках.

Схема приложения нагрузок показана на рис. 19. Обе группы домкратов объединили в раздельные гидравли­ ческие системы, питаемые двумя насосными станциями.

Опирание ферм на стенд было свободным. Система Катковых опор обеспечивала полную свободу перемеще­ ний всех элементов фермы и оснастки при деформации последних.

61

В соответствии^ задачами испытания составили схему расположения измерительных приборов. При этом ис­ пользовали прогибомеры системы Максимова с ценой деления 0,1 мм, индикаторы часового типа с ценой де­ ления 0,01 мм, микроскоп Бринелля с ценой деления 0,1 мм и механические тензометры с базами 20 и 100 мм.

Для проверки работы всех приборов, а также для об­ жатия приспособлений и устройств испытательного стен­ да перед началом испытания нагрузка ферм составляла

Рис. 19. Схема при­ ложения нагрузок при испытании ри­ геля-фермы

40% нормативной. После того, как эта пробная нагруз­ ка показала нормальную работу всех приборов, ее сня­ ли и через 20 мин приступили к первому этапу загружения ферм.

Весь процесс загружения фермы при ее испытании был разбит на три этапа.

На 1-м этапе нагрузку на ферму доводили до норма­ тивной величины. Под этой нагрузкой ферму выдержи­ вали в течение 1 ч 40 мин, затем разгружали и в разгру­ женном состоянии оставили на 1 ч 20 мин.

На 2-м этапе нагрузку тоже доводили до норматив­ ной величины, но под этой нагрузкой ферму выдержива­ ли в течение 16 ч 35 мин.

На 3-м этапе нагрузку доводили до 311,17 тс, что со­ ставляет 1,49 расчетной. Под этой нагрузкой ферму вы­ держивали 1 ч 20 мин.

На всех этапах нагрузку вели ступенями. Прираще­ ние нагрузки иа каждой последующей ступени состав­ ляло 20% нормативной величины.

Ступени загрузки фермы на 3-м этапе, при котором она была доведена до 311,17 тс, следующие: 1-я сту-

62

7-я ступень — 235 тс; 8-я ступень — 253 тс; 9-я ступень — 289,1 тс.

При нагрузке 311,17 тс в стойке фермы № 2 произо­ шел разрыв арматуры стыка. При этом образовались продольные и поперечные трещины с шириной раскры­ тия больше 2 мм. После этого разрыва нагрузку сняли. Осмотр места разрыва показал недоброкачественное выполнение стыка в месте соединения выпусков из ниж­ него пояса с арматурным каркасом стойки: стык был выполнен приваркой накладки только с одной стороны. Разрушенную стойку усилили хомутом, после чего за­ грузку ферм возобновили. Ступенями, составлявшими 20% нормативной величины, нагрузку доводили до 355,86 тс, при которой произошел разрыв арматуры в стойке фермы № 2. После разрыва этой стойки нагруз­ ку фермы продолжали до 372,47 тс, при которой про­ изошло разрушение сжатой зоны бетона в опорном рас­ косе фермы № 2. При нагрузке 372,47 тс в элементах фермы № 1 никаких разрушений не было. Эта нагрузка превышает нормативную (180,7 тс) в 2,06 раза и расчет­ ную (208,2 тс) в 1,78 раза.

Расчет напряжений по замеренным деформациям ар­ матуры элементов ферм при нагрузке, превышающей нормативную в 1,4 раза, показал, что фактически напря­ жения в арматуре были меньше расчетных.

Прогибы ферм имели следующие величины: в ферме № 1 при нормативной нагрузке — 7,67 мм, что составля­ ет 1/1350 пролета; при нагрузке, превышающей норма­ тивную в 1,6 раза, — 15,04 мм, или 1/690 пролета; в фер­ ме № 2 при нормативной нагрузке — 7,62 мм, или 1/1360

16 ч 35 мин. При такой выдержке под нормативной на­ грузкой влияние ползучести бетона не могло полностью проявиться, поэтому прогиб не достиг своего возможного предельного значения. Если допустить, что под влияни­ ем ползучести бетона прогиб с течением времени уве­

личится в 1,5 раза, то и тогда он будет равен: -7,67'1’5- =

10 400

63

в ферме № 2, что значительно меньше предельной нормативной величины.

Первые трещины при испытании обнаружили в эле­ ментах ферм при нормативной нагрузке. Величина их раскрытия при этой нагрузке не превышала 0,1 мм.

В связи с разрывом стыка в стойке фермы № 2 про­ извели отдельно испытание двух образцов стыка с одной и двумя накладками. В результате этого испытания установили, что две накладки обеспечивают достаточ­ ную прочность стыка. Стык с одной накладкой показал разрывное усилие на 43% меньше, чем стык с двумя на­ кладками. Этим и объясняется преждевременный разрыв стыка в стойке фермы № 2 при ее испытании.

Приведенные результаты испытания двух ферм по­ зволяют сделать вывод, что при доброкачественном из­ готовлении фермы обладают необходимой прочностью, жесткостью и трещиностойкостыо.

В Риге экспериментальная проверка двух образцов рамно-подкосной фермы, изготовленных заводом желе­ зобетонных конструкций, была произведена трестом Оргтехстрой Министерства строительства Латвийской ССР.

Целью испытания являлась проверка прочности, же­ сткости и трещиностойкости конструкции и сопоставле­ ние полученных данных с опытными результатами, полу­ ченными при испытаниях фермы аналогичной конструк­ ции. Обе фермы испытывали в одинаковых условиях по аналогичной методике.

Ферма имеет длину 10950 мм и высоту 2700 мм. Для уменьшения зрительного эффекта при прогибе конструк­ ции ферма была изготовлена со строительным подъемом 50 мм. Проектная марка бетона 400.

Рабочая напрягаемая арматура нижнего пояса была принята 4032 А-ІІІВ (сталь марки 35ГС, упрочненная вытяжкой до 5500 кгс/см2 при удлинении не более 3,5%). Величина контролируемого напряжения при натяжении •арматуры 4680 кгсісм2.

Решетка и верхний пояс фермы армированы сварны­ ми каркасами из арматурной стали класса А-ІІІ.

Испытание фермы производили в вертикальном по­ ложении. Нагрузка создавалась гидравлическими дом­ кратами ДГ-100 и передавалась на точки приложения сил посредством металлических балок-траверс.

64

Для измерения прогибов и вертикальных перемеще­ ний точек конструкции в процессе ее нагружения при­ меняли прогибомеры системы Максимова (ПМ-3) и ин­

дикаторы часового типа.

Общий вид испытания фермы показан на рис. 20. На первом этапе испытания загрузили всю ферму верти­ кальными и горизонтальными нормативными нагрузка­ ми с последующей выдержкой в нагруженном состоянии

Рис. 20. Испытание опытных образцов ферм

в течение 8 ч. На втором этапе ферму разгрузили и за­ тем в течение 11 ч выдерживали в ненагруженном со­ стоянии.

На третьем этапе испытания всю ферму повторно за­ грузили нормативной нагрузкой и выдерживали под этой нагрузкой в течение 2 ч с последующим нагруже­ нием конструкции до разрушения.

Нагружение вели ступенями, не превышающими 20% нормативной нагрузки, с выдержкой на каждой ступени в течение 15 мин.

Первые трещины обнаружили в одной из двух сред­ них стоек фермы при нагрузке, составляющей 80% нор­ мативной величины. При нормативной нагрузке ширина раскрытия трещин в этой стойке достигла 0,15—0,20 мм. При дальнейшем увеличении нагрузки трещины появи­ лись в нижнем и верхнем поясах и второй средней стой­ ке фермы.

Признаки разрушения фермы были отмечены на 17-й ступени загружения. При этой нагрузке ширина раскры­ тия трещин в нижнем поясе возросла до 5 мм. Одновре­

менно интенсивно развивались наклонные трещины

внижнем поясе в зоне примыкания средней стойки.

Втабл. 24 приведены основные результаты испыта­ ния опытных образцов безраскосных и рамно-подкосных ферм в Ленинграде, Воронеже, Запорожье и Риге. -Из

этой таблицы следует, что все испытанные фермы пока­ зали хорошую несущую способность. Пределы коэффи­ циентов запаса прочности 1,75—2. Жесткость всех ис­ пытанных ферм была высокой. Величины раскрытия тре­ щин при нормативной нагрузке оказались в пределах нормы в Воронеже, Запорожье и Риге. Раскрытие тре­ щин в ленинградских фермах превышает допустимую величину. Это можно объяснить только недостаточным

Т а б л и ц а 24

Результаты испытаний ригелей-ферм сборных железобетонных каркасов многоэтажных зданий

напряжением арматуры нижнего пояса при изготовле­ нии опытных образцов ферм.

2. ИСПЫТАНИЕ КРУПНОЙ МОДЕЛИ РАМЫ 1

Исследуемая модель представляла собой двухпролет­ ную трехъярусную железобетонную раму с ригелями —

1 Испытание проведено в лаборатории моделирования Ленин­ градского зонального научно-исследовательского института экспери­ ментального проектирования.

66

С»

( з а )

Чс *с *

08