CC BY
8УДК 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 Ь1=Ь2=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 М1С-185 (изготовитель ООО НПП «Мера», Россия. Свидетельство об утверждении типа средств измерения Яи.С.34.639.Л №57780/1 от 22.03.2017 г.) в режиме отдельных тензодатчиков. Тензорезисторы производства 7ешю 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 % 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 Ь1=Ь2=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 (Ь1=Ь2=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:
1. Попоудин Д.П. Анализ развития отечественной нормативной базы, регулирующей проектирование и применение трехслойных сэндвич-панелей в строительстве. / Седых К.К., Семенков Д.В., Попоудин Д.П. - Текст: // Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве: матер. междунар. науч.-практ. конф. 3-4 октября 2019 года. - Липецк: Изд-во ЛГГУ, 2019.
- С. 143-147.
2. Попоудин Д.П. Технология производства трехслойных ограждающих конструкций с пенополиуретановым и пенополиизоциануратнымнаполнителями. / Андросов А.А., Бачин С.В., Попоудин Д.П. -Текст: // Инженерия в строительстве и транспорте. Тенденции развития современной науки: материалы I всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, 6 - 7 июня 2019 г. - Липецк : Изд-во ЛГТУ, 2020. - С. 6-9.
3. Попоудин Д.П. Современные направления исследования трехслойных сэндвич-панелей с легкими заполнителями. / Попоудин Д.П., Семенов А.С., Тихомирова А.М - Текст: // Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве: матер. междунар. науч.-практ. конф. 3-4 октября 2019 года. -Липецк: Изд-во ЛГГУ, 2019. - С. 101-106.
4. Семенков Д. В. Основные элементы однопролетного стенда для выполнения серии натурных испытаний по определению несущей способности листов стального профилированного настила покрытия. / Семенков Д.В., ПопоудинД.П.
- Текст: //Тенденции развития современной науки: сборник трудов научно-практической конференции студентов и аспирантов.- Липецк: Изд-во ЛГГУ, 2021. -С. 326-330.
Kyleshov V.V.
Lipetsk State Technical University (Lipetsk, Russia)
Kapyrin N.V.
Lipetsk State Technical University (Lipetsk, Russia)
Popoudin D.P.
Lipetsk State Technical University (Lipetsk, Russia)
FULL-SCALE TESTS OF STEEL PROFILED FLOORING, WORKING ACCORDING TO A TWO-SPAN SCHEME, WITH REINFORCED SUPPORT ZONE ON MIDDLE SUPPORT
Abstract: this work highlights the process of conducting full-scale tests of steel profiled flooring H153, working according to a two-span scheme (6m + 6m), with a reinforced support zone.
Keywords: full-scale tests, steel profiled sheet, reinforcement of support zone.
