Кулешов В.В., Капырин Н.В., Попоудин Д.П.
НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СТАЛЬНОГО ПРОФИЛИРОВАННОГО НАСТИЛА, РАБОТАЮЩЕГО ПО ДВУХПРОЛЕТНОЙ СХЕМЕ, С УСИЛЕННОЙ ОПОРНОЙ ЗОНОЙ НА СРЕДНЕЙ ОПОРЕ *
Аннотация:
в данной статье освещен процесс проведения натурных испытаний стального профилированного настила Н153, работающего по двухпролетной схеме (6м+6м), с усиленной опорной зоной
Ключевые слова:
натурные испытания, стальной профилированный лист, усиление опорной зоны
УДК 624.014.2
Кулешов В.В.
студент гр. М-ТПЗ-21
Липецкий государственный технический университет
(г. Липецк, Россия)
Капырин Н.В.
канд. техн. наук, доцент кафедры металлических конструкций
Липецкий государственный технический университет
(г. Липецк, Россия)
Попоудин Д.П.
заведующий лабораторией, старший преподаватель
кафедры металлических конструкций
Липецкий государственный технический университет
(г. Липецк, Россия)
НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СТАЛЬНОГО ПРОФИЛИРОВАННОГО
НАСТИЛА, РАБОТАЮЩЕГО ПО ДВУХПРОЛЕТНОЙ СХЕМЕ,
С УСИЛЕННОЙ ОПОРНОЙ ЗОНОЙ НА СРЕДНЕЙ ОПОРЕ
Аннотация: в данной статье освещен процесс проведения натурных испытаний стального профилированного настила Н153, работающего по двухпролетной схеме (6м+6м), с усиленной опорной зоной.
Ключевые слова: натурные испытания, стальной профилированный лист, усиление опорной зоны.
В последнее время в связи с увеличивающимися расчетными нагрузками на покрытие возрос интерес к стальным профилированным листам с повышенной высотой волны.
В 2021 г. были проведены натурные испытания оцинкованных стальных листов профилированного настила с увеличенной высотой гофров Н153-840-1,0. Данная работа была направлена на исследование фактической несущей способности стальных профилированных листов настила, используемых в строительстве в качестве конструкций покрытия.
Испытания статической нагрузкой штучными грузами с целью определения фактической несущей способности профилированного настила проводились на специальном стенде в лаборатории испытания зданий и сооружений кафедры Металлических конструкций инженерно-строительного факультета ЛГТУ.
В результате натурных испытаний оцинкованного профилированного листа марки Н153 (испытаны 2 образца) длиной L=12 м, работающего по 2-х пролетной неразрезной схеме (пролеты b1=b2=6 м), выявлена потеря несущей способности данного листа в опорной зоне на средней опоре. При испытании листа имел место плоский изгиб. Исчерпание несущей способности листа наступило при достижении критической нагрузки q=270,35; 265,50 кг/м2. При достижении критической нагрузки на средней опоре произошло смятие нижней полки.
В рамках настоящего исследования были проведены натурные испытания оцинкованного стального листа профилированного настила Н153-840-1,0 с усиленной средней опорной зоной. Усиление средней опорной зоны было осуществлено фрагментом аналогичного профилированного листа марки Н153-840-1,0 длиной 2 м, т.е. по 1 м в каждую сторону от опоры. Крепление листа усиления к основному листу осуществлялось комбинированными заклепками с шагом 200 мм. Сам профилированный лист закреплен самонарезающими винтами на опорах в каждой волне. Методика испытаний аналогична испытаниям, проведённым ранее.
Для обеспечения условий нагружения, соответствующих равномерно распределённой нагрузке по всей площади в пределах пролета, используются поперечные элементы из оцинкованного профиля весом 1 кг (1 шт.) и штучные грузы в виде сухих силикатных рядовых кирпичей. Вес кирпича определялся путем контрольных взвешиваний 10-ти кирпичей каждой партии и определения среднего арифметического значения (результирующее значение - 5,17 кг). Расстояние между штучными грузами составляло не менее 50 мм для исключения контакта и нарастающего распора между соседними кирпичами.
При проведении испытаний нагрузка прикладывалась ступенями величиной 10…20 % от предполагаемой несущей способности. После каждого этапа производилась выдержка не менее 15 мин с последующим снятием показаний приборов (прогибомеров 6ПАО). В случае если за данный промежуток времени показания приборов (прогибомеров) не стабилизировались выполнялась повторная выдержка. За критическую принималась нагрузка, соответствующая максимальному загружению, а за предельную – соответствующая значению предельного прогиба.
При выполнении испытаний для определения значений внутренних напряжений применялся 64-канальный тензоизмерительный комплекс MIC-185 (изготовитель ООО НПП «Мера», Россия. Свидетельство об утверждении типа средств измерения RU.C.34.639.A №57780/1 от 22.03.2017 г.) в режиме отдельных тензодатчиков. Тензорезисторы производства Zemic с номинальным сопротивлением 120,3…120,5 Ом в среднем. Схема расклейки тензодатчиков индивидуальна. Тензорезисторы распределены в основном в трех контрольных сечениях профилированного листа по длине: в середине, на 1/3 и ¼ величины пролета от опоры. Воздействие температурных составляющих линейных деформаций, влияющих на показания тензометрического комплекса, исключены по средствам применения в электрической цепи термокомпенсационных тензорезисторов, наклеенных и расположенных на недеформируемой части испытываемого профилированного настила.
В результате натурных испытаний оцинкованного профилированного листа длиной L=12м, работающего по 2-х пролетной неразрезной схеме (пролеты b1=b2=6 м) с усиленной средней опорной зоной аналогичным листом Н153-840-1,0, выявлена потеря несущей способности данного листа на крайней (неусиленной) опоре. При испытании листа имел место плоский изгиб. Исчерпание несущей способности листа наступило при достижении критической нагрузки q=426,87 кг/м2. При достижении критической нагрузки на крайней (неусиленной) опоре произошло смятие крайней вертикальной стенки. На средней (усиленной) опоре при достижении нагрузки в q=287,98 кг/м2 выявлено увеличение зазоров между основным листом и листом усиления без повреждения креплений, однако явного смятия на средней опоре не выявлено.
Таким образом, по результатам анализа ряда проведенных натурных испытаний выявлено увеличение несущей способности профилированного листа марки Н153-840-1,0, работающего по неразрезной 2-х пролетной схеме (b1=b2=6м) с усиленной опорной зоной на средней опоре общей длиной 2 м (по 1 м от опоры) в 1,58 раза.
В настоящее время в связи с увеличивающейся снеговой нагрузкой для безопасной эксплуатации зданий (особенно при проведении реконструкции зданий) зачастую появляется необходимость усиления конструкций покрытия. Возможность усиления надопорных зон настила покрытия без демонтажа существующего профилированного листа с помощью вкладышей из отрезков профилей такой же марки, как и усиливаемый профиль, в обе стороны существенно упрощает технологию процесса усиления конструкций покрытия с целью обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации зданий и сооружений.
Рис.1. Общий вид испытываемого профлиста Н153-840-1,0
Рис. 2. Схема крепления листа усиления к основному с помощью комбинированных заклепок
Рис. 3 Общий вид профилированного листа с распределительными балками
Рис. 4 – Потеря несущей способности профилированного настила Н153-840-1,0 на 3-м этапе загружения (3 ряда кирпича – 816 шт – 4240 кг). Искривление крайней стенки гофра на крайней опоре.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Номер журнала Вестник науки №6 (63) том 5
Ссылка для цитирования:
Кулешов В.В., Капырин Н.В., Попоудин Д.П. НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СТАЛЬНОГО ПРОФИЛИРОВАННОГО НАСТИЛА, РАБОТАЮЩЕГО ПО ДВУХПРОЛЕТНОЙ СХЕМЕ, С УСИЛЕННОЙ ОПОРНОЙ ЗОНОЙ НА СРЕДНЕЙ ОПОРЕ // Вестник науки №6 (63) том 5. С. 481 - 488. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/9402 (дата обращения: 17.05.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+