Научная статья на тему 'Опыт применения муфтовых соединений в полносборной домостроительной системе КУПАСС'

Опыт применения муфтовых соединений в полносборной домостроительной системе КУПАСС Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
146
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЖИЛЫЕ ЗДАНИЯ / RESIDENTIAL BUILDINGS / ОБЩЕСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ / PUBLIC BUILDINGS / КАРКАСНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ СЕЙСМОСТОЙКАЯ СИСТЕМА / FRAME UNIVERSAL EARTHQUA EARTHQUAKE RESISTANT FRAME SYSTEM / ДОМОСТРОЕНИЕ / СТЫКИ / СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЯ / SEISMIC ISOLATION / УЗЛЫ КОНСТРУКЦИИ / NODES OF STRUCTURE / ОБЖИМНЫЕ МУФТЫ / CRIMP COUPLINGS / МУФТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ УЗЛОВ / COUPLING NODES / HOUSING CONSTRUCTION

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Власов В.А., Клименов В.А., Овсянников С.Н., Околичный В.Н., Балдин И.В.

Рассматриваются результаты экспериментальных исследований натурных узлов основных несущих элементов каркасной универсальной полносборной архитектурно-строительной системы КУПАСС, а также натурного фрагмента здания-представителя. Узлы основных несущих элементов системы КУПАСС собраны с применением обжимных муфт, которые до настоящего времени применялись в монолитном домостроении. В процессе экспериментальных исследований подобрано обжимное оборудование и режимы обжатия, а также определены усилия, деформации и перемещения элементов каркаса, возникающие в процессе обжатия муфт. Экспериментальные исследования узлов конструкций, собранных на муфтовых соединениях, на статические и динамические нагрузки показали их высокую несущую способность и трещиностойкость на стадии монтажа и в процессе эксплуатации, позволили определить фактическую податливость опрессованных соединений и замоноличенных стыков конструкций. Исследования на натурном фрагменте здания позволили отработать технологию сборки стыков, подтвердили надежность и высокую несущую способность муфтовых соединений основных узлов конструкций. Разработанная новая сейсмостойкая каркасная универсальная полносборная архитектурно-строительная система КУПАСС может использоваться в районах с расчетной сейсмичностью до 7 баллов включительно без применения системы сейсмоизоляции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Власов В.А., Клименов В.А., Овсянников С.Н., Околичный В.Н., Балдин И.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Experience in Application of Sleeve Joints in Prefabricated House Building System CUPASS

The article analyses the results of experimental studies of field nodes in the main load-bearing elements of the frame universal prefabricated architectural-building system CUPASS, as well as a full-scale fragment of the building-representative. Nodes of the main bearing elements of CUPASS system are assembled with the use of crimp couplings which have so far being used in monolithic housing construction. In the process of experimental studies, crimp equipment and modes of compression have been chosen, as well as efforts, deformations and displacement of the frame elements arising in the process of couplings compression have been determined. Experimental studies of structural nodes collected at the fittings for static and dynamic loading showed their high load-bearing capacity and crack resistance at the stage of installation and in the process of operation, made it possible to determine the actual ductility of crimped connections and bonded joints of the structures. Research in a full-scale fragment of the building made it possible to perfect the technology of assembly of joints and confirmed the reliability and high bearing capacity of couplings of basic units of structures. The developed new earthquake resistant frame universal prefabricated architecturalbuilding system CUPASS can be used in areas with an estimated seismicity up to 7 points inclusive without application of the seismic isolation system.

Текст научной работы на тему «Опыт применения муфтовых соединений в полносборной домостроительной системе КУПАСС»

Крупнопанельное домостроение

------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Научно-технический и производственный журнал

УДК 624.078

В.А. ВЛАСОВ, д-р физ.-мат. наук, В.А. КЛИМЕНОВ, д-р техн. наук, С.Н. ОВСЯННИКОВ, д-р техн. наук, В.Н. ОКОЛИЧНЫЙ, канд. техн. наук (okolichnyi@mail.ru),

И.В. БАЛДИН, канд. техн. наук

Томский государственный архитектурно-строительный университет (634003, г. Томск, Соляная пл., 2)

Опыт применения муфтовых соединений в полносборной домостроительной системе КУПАСС

Рассматриваются результаты экспериментальных исследований натурных узлов основных несущих элементов каркасной универсальной полносборной архитектурно-строительной системы КУПАСС, а также натурного фрагмента здания-представителя. Узлы основных несущих элементов системы КУПАСС собраны с применением обжимных муфт, которые до настоящего времени применялись в монолитном домостроении. В процессе экспериментальных исследований подобрано обжимное оборудование и режимы обжатия, а также определены усилия, деформации и перемещения элементов каркаса, возникающие в процессе обжатия муфт. Экспериментальные исследования узлов конструкций, собранных на муфтовых соединениях, на статические и динамические нагрузки показали их высокую несущую способность и трещиностойкость на стадии монтажа и в процессе эксплуатации, позволили определить фактическую податливость опрессованных соединений и замоноличенных стыков конструкций. Исследования на натурном фрагменте здания позволили отработать технологию сборки стыков, подтвердили надежность и высокую несущую способность муфтовых соединений основных узлов конструкций. Разработанная новая сейсмостойкая каркасная универсальная полносборная архитектурно-строительная система КУПАСС может использоваться в районах с расчетной сейсмичностью до 7 баллов включительно без применения системы сейсмоизоляции.

Ключевые слова: жилые здания, общественные здания, каркасная универсальная сейсмостойкая система, домостроение, стыки, сейсмоизоляция, узлы конструкции, обжимные муфты, муфтовые соединения узлов.

Для цитирования: Власов В.А., Клименов В.А., Овсянников С.Н., Околичный В.Н., Балдин И.В. Опыт применения муфтовых соединений в полносборной домостроительной системе КУПАСС // Жилищное строительство. 2017. № 10. С. 28-34.

V.A. VLASOV, Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), V.A. KLIMENOV, Doctor of Sciences (Engineering), S.N. OVSYANNIKOV, Doctor of Sciences (Engineering), V.N. OKOLICHNY, Candidate of Sciences (Engineering) (okolichnyi@mail.ru),

I.V. BALDIN, Candidate of Sciences (Engineering) Tomsk State University ofArchitecture and Building (21, Solyanaya Square, Tomsk, 634003, Russian Federation)

Experience in Application of Sleeve Joints in Prefabricated House Building System CUPASS

The article analyses the results of experimental studies of field nodes in the main load-bearing elements of the frame universal prefabricated architectural-building system CUPASS, as well as a full-scale fragment of the building-representative. Nodes of the main bearing elements of CUPASS system are assembled with the use of crimp couplings which have so far being used in monolithic housing construction. In the process of experimental studies, crimp equipment and modes of compression have been chosen, as well as efforts, deformations and displacement of the frame elements arising in the process of couplings compression have been determined. Experimental studies of structural nodes collected at the fittings for static and dynamic loading showed their high load-bearing capacity and crack resistance at the stage of installation and in the process of operation, made it possible to determine the actual ductility of crimped connections and bonded joints of the structures. Research in a full-scale fragment of the building made it possible to perfect the technology of assembly of joints and confirmed the reliability and high bearing capacity of couplings of basic units of structures. The developed new earthquake resistant frame universal prefabricated architectural-building system CUPASS can be used in areas with an estimated seismicity up to 7 points inclusive without application of the seismic isolation system.

Keywords: residential buildings, public buildings, frame universal earthqua earthquake resistant frame system, housing construction, seismic isolation, nodes of structure, crimp couplings, coupling nodes.

For citation: Vlasov V.A., Klimenov V.A., Ovsyannikov S.N., Okolichny V.N., Baldin I.V. Experience in application of sleeve joints in prefabricated house building system CUPASS. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2017. No. 10, pp. 28-34. (In Russian).

Для строительства гражданских зданий в основном применяются три архитектурно-строительные системы: крупнопанельная бескаркасная, каркасно-панельная сборная и каркасно-монолитная. Система каркасно-панельного домостроения из сборного железобетона позволяет комплексно застраивать и реконструировать городские районы, обеспечивая сбалансированную структуру застройки [1, 2].

В последнее время разработаны каркасные полносборные системы, которые сочетают в себе новые конструктивные решения полносборного и сейсмостойкого каркаса здания, позволяют строить современные здания самого разнообразного функционального назначения [3].

2в| -

В любой строительной системе решающим звеном являются соединения элементов системы между собой, которые должны быть надежными и технологичными. В современном строительстве наиболее распространены сварные соединения каркасных и крупнопанельных конструкций [4] серии 125 ВПТИтрансстроя, 1.020-1/87 (ИИ 04), однако их применение требует значительных трудозатрат [5]. Разработаны петлевые, болтовые и тросовые замоноличиваемые соединения элементов [2, 6]. При этом тросовые соединения, как и болтовые соединения, используются для сейсмостойких крупнопанельных домов [7].

^^^^^^^^^^^^^ И02017

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 1. Муфтовое соединение: а — арматурные стержни и соединительная муфта; б — соединение после опрессовки

Рис. 4. Стык колонн с центральным элементом из металлической трубы до (а) и после замоноли-чивания (б)

В Томском государственном архитектурно-строительном университете (ТГАСУ) в рамках договора с Минобрна-уки России и Постановления Правительства РФ № 218 совместно с ОАО «Томская домостроительная компания» (ОАО ТДСК) разработана каркасная универсальная полносборная архитектурно-строительная система (КУПАСС). В разработке конструктивных элементов и узлов активное участие принимали ООО «МонолитСпецПроект» (Ка-банцев О.В.) и АО «Иркутский Промстройпроект» (Суты-рин Ю.А., Заиграев А.С.), ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (Смирнов В.И., Бубис А.А.), НИИСФ РААСН (Шубин И.Л., Умнякова Н.П.). Система КУПАСС отличается архитектурно-художественной выразительностью, легкостью монтажа конструктивных элементов, возможностью строительства зданий в сейсмических районах за счет применения сейс-мозащитных резинометаллических опор. При этом сам рам-но-связевый каркас обеспечивает сейсмостойкость зданий в 7 баллов, что позволяет использовать данную архитектурно-конструктивную систему на большей части территории Сибири без дополнительной сейсмоизоляции.

Особенностью конструктивной системы КУПАСС является технология сборки узлов соединения основных несущих элементов с применением обжимных муфт (ТУ 4842-02677625325-2009 «Соединения механические опрессованные арматурного проката для железобетонных конструкций. Технические условия»). До настоящего времени обжимные муфты применялись только в монолитном строительстве. Для сборного домостроения использование данной технологии потребовало исследований усилий, деформаций, перемещений элементов каркаса, возникающих в процессе обжатия муфт. Подбор обжимного оборудования, режимов обжатия и разработка специальной технологической оснастки позволили решить данную проблему и существенно уменьшить объемы сварочных работ при монтаже.

Основные элементы несущего каркаса системы КУПАСС армированы стержнями диаметром 28 и 32 мм класса А500СП. Экспериментальные исследования соединений арматурных стержней на опрессованных муфтах проведены на образцах из арматурных стержней соответственно диаметром 28 и 32 мм класса А500СП с монтажными

Рис. 3. Радиографическое изображение опрессованного соединения

Рис. 2. Деформации поверхности опрессованного соединения: а — упругие деформации; б — пластические деформации

Рис. 5. Испытания стыков колонн на сжатие: а — незамоноличенный стык; б — замоноличенный стык

Рис. 6. Испытания стыков колонн на изгиб (поперечную силу): а — незамоноличенный стык; б — замоноличенный стык

зазорами между стержнями 2 и 20 мм [8]. Стержни соединены муфтами с наружным диаметром 51,2-51,6 мм, с внутренним диаметром 32-32,5 мм. Тип соединения С0500б-28РДП согласно ТУ 4842 026-77625325-2009 (держатель подлинника ЗАО «ТД Энерпром») (рис. 1).

При опрессовке соединения происходит его удлинение. При соблюдении порядка обжатий муфты от середины к краям удлинение не превышает 0,02 мм для образцов с соединяемыми стержнями диаметром 28 мм и 0,45 мм - диаметром 32 мм. Для обжатия использован гидравлический пресс ПП-А80М ЗАО «Энерпром» (г. Иркутск) с комплектом матриц.

По испытаниям соединений установлено, что суммарное дополнительное продольное усилие, возникающее при обжатии соединительных муфт, составило: 7,85 кН (800 кг) и 4,14 кН (422 кг) соответственно для соединений со стержнями диаметром 28 и 32 мм, что значительно меньше усилий, возникающих при монтаже.

Испытание образцов на сжатие осуществлялось на универсальной испытательной машине UTM 4500 (GTCS, USA) со скоростью загружения не более 1 Н/мм2 в секунду. Деформации муфтового соединения регистрировались цифровой оптической измерительной системой VIC-3D. Испытания показали, что совместная работа опрессованных соединений обеспечена до значений нагрузок условного предела текучести в арматурном стержне ст02=500 МПа. Соединения с начальным зазором 2 и 20 мм между соединяемыми стержнями при напряжении в арматуре 0,6ст02=300 МПа работают упруго, и пластические деформации соединения равны нулю (рис. 2, а). Это соответствует требованиям РА-10-1-04 «Рекомендации по механическим соединениям арматурной стали для железобетонных конструкций», по которым деформации не должны превышать 0,1 мм. При напряжении в стержне более 500 МПа возникли пластические деформации опрессованного соединения, развивающиеся за счет деформаций соединительной муфты и смятия выпусков арматурных стержней (рис. 2, б).

102017

29

Крупнопанельное домостроение

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

Значение податливости опрессованных соединений с зазором 2 и 20 мм арматуры диаметром 28 и 32 мм на сжатие и растяжение определено при достижении условного предела текучести в арматурном стержне ст02=500 МПа и соответственно равно 4,3810-9 и 2,4810-9 м/Н.

Для контроля качества опрессованных соединений использован неразрушающий метод радиографического исследования [9, 10]. Обработка радиографического изображения соединения позволяет контролировать расстояние между соединяемыми фрагментами, конечную длину и профиль обжатой муфты с субпиксельной точностью (рис. 3).

Для подтверждения надежности и несущей способности муфтовых соединений проведены экспериментальные исследования стыков сборных железобетонных колонн, стыков несущих ригелей с колонной как самых нагруженных узлов в рамно-связевом каркасе здания системы КУПАСС, при статическом [11, 12] и динамическом нагру-жениях [13-15].

Стык колонн. Колонны здания в системе КУПАСС выполнены сечением 400x400 мм на три этажа из тяжелого бетона класса В40 с выступами в торцах из стальных труб сечением 146x5 мм и выпусками продольной арматуры диаметром 28 и 32 мм для стыковки колонн по высоте.

Исследования работы стыков сборных железобетонных колонн проведены на опытных образцах, изготовленных в соответствии с рабочими чертежами и проектными данными здания-представителя системы КУПАСС (рис. 4).

Образцы стыков колонн выполнены сечением 400x400 мм и состоят из двух фрагментов колонн с общей длиной 1500 мм, армированы продольной арматурой из четырех стержней диаметром 28 мм класса А500СП.

Стыковка продольной арматуры экспериментальных образцов в уровне стыка выполнена с применением обжимных муфт гидравлическим прессом ПП-А80М ЗАО «Энер-пром». Стыки колонн замоноличены мелкозернистым бетоном класса В40.

Статические испытания. Исследования работы стыков колонн на действие статических нагрузок выполнены по двум схемам: на осевое сжатие и изгиб (поперечную силу) при незамоноличенном и замоноличенном стыках (рис. 5, 6). Испытания опытных образцов проводились на гидравлическом прессе ПГ-1000 с приложением нагрузки ступенями по 100-500 кН.

В результате экспериментальных исследований установлено, при каких нагрузках в образцах без замоноличи-вания (стадия монтажа колонн) происходит потеря устойчивости продольных стержней колонны в стыке. Величина разрушающей нагрузки при сжатии составила 2600 кН, при изгибе - 959 кН, что превышает расчетную нагрузку при монтаже трех ярусов конструкций соответственно на 6 и 60% соответственно. Монтаж колонн следует производить с использованием специальных кондукторов, удерживающих колонны до набора прочности бетоном замоноличивания.

Разрушение экспериментальных образцов замоно-личенных стыков колонн при сжатии происходило вне зоны стыка. Величина разрушающей нагрузки составила >9700 кН, что превышает контрольные нагрузки на узел каркаса здания 6765 кН. Испытание на изгиб (поперечную нагрузку) показало, что разрушение произошло при нагрузке 1095 кН с образованием магистральной трещины в бетоне замоноличивания и разрывом продольной арматуры, что также превышает расчетную нагрузку, возникающую

в узле каркаса трехсекционного здания-представителя системы КУПАСС.

При исследовании замоноличенных стыков колонн установлено, что величина податливости соединения составляет (1,6х10-4 мм/кН), а расхождение с теоретическим расчетом [16] не превышает 15%.

Динамические испытания стыка колонн проведены на действие ударной нагрузки, приложенной к центральной части фрагмента (рис. 7). Груз массой 580 кг сбрасывался со скоростью 3,5 м/с. Образцы испытаны на действие пяти ударов и доведены до предельного состояния.

В результате испытаний получены диаграммы скоростей, перемещений и ускорений, экспериментального фрагмента стыка колонн, главные относительные деформации при действии удара, полученные по показаниям дальномер-ного виброметра RSV-150, а также картины трещинообра-зования (рис. 8).

Относительный угол раскрытия шарнира пластичности при действии динамической нагрузки от падающего груза массой 580 кг со скоростью 3,5 м/с равен 0,003, что значительно меньше предельного значения шарнира пластичности 0,04.

Установлено, что стык железобетонной колонны с соединением рабочей арматуры на обжимных муфтах системы КУПАСС имеет запас прочности при нагружении поперечной нагрузкой со скоростью в пределах 3,5 м/с.

Стык ригелей и колонны. В системе КУПАСС несущие ригели выполнены таврового сечения с габаритными размерами 400x400 мм из тяжелого бетона класса В40 с выпусками верхней продольной арматуры и нижних опорных уголков. В колонне сечением 400x400 мм предусмотрены отверстия для пропуска стыковочных стержней и опорные консоли из стальных уголков 125x80x8 мм. Жесткий узел сопряжения ригелей и колонны выполнен соединением верхних продольных стержней ригелей с помощью стыковочных стержней опрессовкой обжимных муфт, а в нижней части - соединением электродуговым сварным швом уголков ригелей и консолей колонны.

Статические испытания. Опытные образцы изготовлены в соответствии с рабочими чертежами и проектными данными здания-представителя системы КУПАСС, состоят из двух фрагментов ригелей с габаритными размерами 400x400x1500 мм и фрагмента колонны 400x400x1300 мм.

Рис. 7. Динамические испытания стыка колонн

30

102017

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 8. Картина трещинообра-зования

Рис. 9. Сопряжение несущих ригелей и колонны

Рис. 10. Статические испытания узла сопряжения ригелей с колонной

В узле сопряжения выполнено соединение верхних продольных стержней ригелей через стыковочные стержни с использованием обжимных муфт, установлены дополнительные замкнутые хомуты из арматуры диаметром 8 и 10 мм класса А240 (рис. 9). Стык ригелей с колонной замоноличен мелкозернистым бетоном класса В40.

Испытания узлов сопряжения несущих ригелей и колонны проводились при статическом нагружении на действие изгибающего момента и на действие поперечной силы (рис. 10).

Загружение опытных образцов осуществлялось гидравлическим прессом ПГ-1000 и двумя гидравлическими домкратами ДГ-100. При испытании нагрузка на колонну прикладывалась этапами по 600 кН. После нагружения колонны до 3000 кН производилось постепенное нагружение фрагментов ригелей домкратами ДГ100, устанавливаемыми на разных расстояниях от оси колонны в зависимости от схемы испытания (рис. 10).

Критерием достижения максимальных значений при испытании в стыке ригелей с колонной по первой схеме служил максимальный изгибающий момент 257,6 кНм, а по второй схеме - и максимальная поперечная сила 342,16 кН. Контрольные значения момента и поперечной силы получены при расчете пространственной системы КУПАСС на действие статических и сейсмических нагрузок с применением ПК «Лира».

В результате экспериментальных исследований установлено, что разрушающая нагрузка на каждый ригель составила 600-750 кН, что составляет 174-219% от контрольных значений, полученных при расчете пространственной системы КУПАСС на действие статических и сейсмических нагрузок. При испытании на действие изгибающего момента разрушение имело пластический характер.

Величина податливости узла сопряжения ригелей с колонной (коэффициент угловой жесткости) при нагрузках, соответствующих 0,4МЯ [16] (МИ - предельный момент по несущей способности рамного узла), составила (0,25-0,3)х105 кНм при действии изгибающего момента и (0,57-0,59)х105 кН-м при действии поперечной силы.

Расчеты несущей способности ригеля в сечении стыка с колонной по программам <^ВК^М^Р», «JBK-NMQ» [17] показали хорошую сходимость с данными, полученными

при экспериментальных исследованиях. Отклонения результатов расчета составляют 8-12% в сторону запаса прочности.

Динамическое нагружение узлов сопряжения колонны и несущих ригелей проводилось в перевернутом положении. Это обусловлено тем, что вертикальная составляющая сейсмического воздействия направлена вверх.

Груз массой 410 кг действовал на торец фрагмента колонны со скоростью 5,18 м/с. Каждый образец испытан на действие пяти ударов. Последовательным приложением нагрузки образцы доведены до предельного состояния (рис. 11).

В процессе динамического нагружения стыка измерялись деформации, виброскорость и виброперемещения средней точки узла, контролировалось образование и ширина раскрытия трещин. Исследования велись с помощью высокоскоростной съемки камерой FASTCAMSA2 и цифровой оптической системой VIC-3D. Измерение виброскорости и виброперемещения средней точки узла проведено дальномерным виброметром RSV-150.

В результате динамических экспериментальных исследований установлено, что относительный угол раскрытия шарнира пластичности при действии динамической нагрузки от падающего груза с массой 580 кг со скоростью 3,5 м/с равен 0,003 и имеет значительно меньшее значение в сравнении с предельным значением шарнира пластичности 0,04.

Стык железобетонной колонны с соединением рабочей арматуры на обжимных муфтах системы КУПАСС имеет значительный (20%) запас прочности при скорости нагру-жения поперечной нагрузкой со скоростью до 5 м/с.

Лабораторные статические и динамические испытания подтвердили технологическую возможность применения в полносборном домостроении муфтовых соединений в стыках конструкций при условии использования специальной технологической оснастки. Подтверждена прочность и тре-щиностойкость конструктивных узлов с муфтовыми соединениями выпусков рабочей арматуры.

Уточненные данные, полученные в результате экспериментальных статических и динамических исследований, в том числе величины податливости стыковых соединений на обжимных муфтах, были использованы при выполнении расчетов каркаса трехсекционного здания-представителя системы КУПАСС с учетом сейсмических воздействий.

Дальнейшие исследования работы муфтовых соединений на статические и динамические нагрузки, подтверждение надежности и безопасности принятых конструктивных решений и проверка технологичности сборки стыков конструкций выполнены на натурном фрагменте здания-представителя системы КУПАСС [18, 19]. Конструкции здания-представителя изготовлены по рабочим чертежам на ЗКПД ТДСК, фрагмент здания возведен специалистами СУ ТДСК и представлен одной трехэтажной блок-секцией с цокольным этажом (рис. 12).

Крупнопанельное домостроение

------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 11. Динамические испытания узла сопряжения ригелей с колонной

Как и в здании-представителе, конструктивная система испытательного фрагмента представляла собой рамно-связевый каркас с поперечным расположением рам и продольным расположением связей в виде связевых ригелей и диафрагм жесткости. Каждая рама состоит из колонн и несущих ригелей, а в одном или во всех трех пролетах дополнительно имеет диафрагмы жесткости.

Сборные конструкции каркаса (колонны и опорные блоки цокольного этажа, ригели несущие и связевые) соединены через выпуски арматуры опрессовкой обжимных муфт, стыки замоноличены мелкозернистым бетоном класса В40.

Сейсмические испытания фрагмента здания системы КУПАСС проведены вибрационно-резонансным методом сотрудниками АО «НИЦ «Строительство» ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Для генерирования воздействия, эквивалентного сейсмическому в горизонтальной плоскости, использовалась вибромашина инерционного действия ВИД-50В, которая устанавливалась в цокольной части испытательного фрагмента на скользящем поясе.

Нагрузка на каркас фрагмента здания передавалась от вибромашины через подколонники скользящего пояса посредством резинометаллических сейсмоизолирующих опор марки GZY 350V5A. Действие инерционной нагрузки прикладывалось при разных режимах нагружения поперек и вдоль здания.

В результате натурных испытаний фрагмента здания установлено, что при нагружении здания инерционной нагрузкой в поперечном направлении ускорения колебаний цокольной части ниже системы сейсмоизоляции изменялись от 2,2 до 6,83 м/с2. Выше системы сейсмоизоляции на каркас передается ускорение колебаний от 0,1 до 0,67 м/с2, что в 10-22 раза меньше ускорений цокольной части.

При нагружении здания инерционной нагрузкой в продольном направлении ускорения колебаний цокольной

Список литературы

1. Николаев С.В., Шрейбер А.К., Этенко В.П. Панельно-каркасное домостроение - новый этап развития КПД // Жилищное строительство. 2015. № 2. С. 3-7.

2. Николаев С.В. Возрождение крупнопанельного домостроения в России // Жилищное строительство. 2012. № 4. С. 2-8.

32| -

fr

Рис. 12. Фрагмент здания-представителя

части ниже системы сейсмоизоляции изменялись от 0,98 до 3,7 м/с2, а выше системы сейсмоизоляции - в 7-10 раз меньше и составляют от 0,1 до 0,51 м/с2.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Приложенные инерционные нагрузки вызывали ускорения колебаний здания 6,83 м/с2, что соответствует интенсивности землетрясения больше 9 баллов по шкале MSK. Использование сейсмоизоляции в виде резинометалличе-ских опор снижает ускорения колебаний здания на каркас до 0,67 м/с2, что соответствует интенсивности землетрясения 7 баллов.

По результатам визуального осмотра повреждений узлов и строительных конструкций здания не выявлено.

Результаты натурных экспериментальных исследований фрагмента здания системы КУПАСС, элементы которой изготовлены в заводских условиях и собраны на строительной площадке с использованием обжимных муфт, подтверждают надежность и высокую несущую способность соединений. Таким образом, разработанная новая сейсмостойкая каркасная универсальная полносборная архитектурно-строительная система КУПАСС может использоваться в районах с расчетной сейсмичностью до 7 баллов включительно без применения системы сейсмоизоляции и 8 баллов включительно с учетом применения системы сейс-моизоляции из резинометаллических опор.

References

1. Nikolaev S.V., Schreiber A.K., Ateneo V.P. Panel-frame houses -a new stage of development efficiency KPD. Zhilishhnoe Stroitef-stvo [Housing Construction], 2015. No. 2, pp. 3-7. (In Russian).

2. Nikolaev S.V. The Revival of large-panel housebuildingtion in Housing. Zhilishhnoe Stroitel'stvo [Housing Construction], 2012. No. 4, pp. 2-8. (In Russian).

^^^^^^^^^^^^^ |l0'2017

Научно-технический и производственный журнал

3. Овсянников С.Н., Семенюк П.Н., Овсянников А.Н., Околичный В.Н. Объемно-планировочные, конструктивные и инженерные решения каркасной универсальной полносборной архитектурно-строительной системы // Жилищное строительство. 2017. № 6. С. 11-19.

4. Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). М.: Строй-издат, 1989. 304 с.

5. Колчеданцев Л.М., Щербаков С.В. Трудоемкость сварочных работ в панельном домостроении // Жилищное строительство. 2017. № 3. С. 22-24.

6. Киреева Э.И. Крупнопанельные здания с петлевыми соединениями конструкций // Жилищное строительство. 2013. № 9. С. 47-51.

7. Патент РФ 2479702. Многоэтажный панельный дом повышенной стойкости к ударным и сейсмическим воздействиям / Блажко В.П., Харитонова Г.В. Заявл. 16.11.2011. Опубл. 20.04.2013. Бюл. № 11.

8. Копаница Д.Г., Савченко В.И., Данильсон А.И., Устинов А.М. Результаты испытаний муфтовых соединений арматурных стержней на сжатие // Труды Международной научно-практической конференции «Наука, техническое регулирование и инжиниринг в строительстве: состояние, перспективы», 29-30 апреля 2016 г. Караганда: КарГТУ, 2016. С. 136-138.

9. Осипов С.П., Клименов В.А., Батранин А.В., Штейн А.М., Прищепа И.А. Применение цифровой радиографии и рентгеновской вычислительной томографии при исследовании строительных конструкций и в строительном материаловедении // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 6 (53). С. 116-127.

10. Klimenov V., Ovchinnikov A., Osipov S., Shtein A., Ustinov A. and Danilson A. Investigations and Non-destructive Testing in New Building Design. lopscience. Journal of Physics: Conference Series 671 (2016) 012027. IOP Publishing doi:10.1088/1742-6596/671/1/012027.

11. Балдин И.В., Гончаров М.Е., Балдин С.В., Тигай О.Ю. Экспериментальные исследования стыков сборных железобетонных колонн каркаса конструктивной системы «КУПАСС» на действие статических нагрузок // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 5 (52). С. 64-71.

12. Балдин И.В., Уткин Д.Г., Балдин С.В. Исследование работы узлов сопряжения колонны и несущих ригелей системы «КУПАСС» // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 5 (52). С. 72-79.

13. Копаница Д.Г., Данильсон А.И., Капарулин С.Л., Устинов А.М., Усеинов Э.С. Прочность и деформатив-ность стыка колонн каркаса конструктивной системы «КУПАСС» на действие поперечной динамической нагрузки // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 5 (52). С. 51-56.

14. Копаница Д.Г., Капарулин С.Л., Данильсон А.И., Усеи-нов Э.С., Устинов А.М. Деформации стыка колонны с ригелем при ударном нагружении // Труды Международной научно-практической конференции «Наука, техническое регулирование и инжиниринг в строительстве: состояние, перспективы», 29-30 апреля 2016 г. Караганда: КарГТУ, 2016. С. 131-133.

3. Ovsyannikov S.N., Semeniuk P.N., Ovsyannikov A.N., Okolichnyi V.N. Spatial, structural and engineering solutions universal frame of prefabricated architectural building system. Zhilishhnoe Stroitel'stvo [Housing Construction], 2017. No. 6, pp. 41-45. (In Russian).

4. Posobie po proektirovaniyu zhilykh zdanii. Vyp. 3. Konstruktsii zhilykh zdanii (k SNiP 2.08.01-85) [A manual for design of residential buildings. Vol. 3. Design of residential buildings (to SNiP 2.08.01-85)]. Moscow: Stroyizdat, 1989. 304 p.

5. Kolchedantsev L.M., Scherbakov S.V. The Complexity of welding in panel construction. Zhilishhnoe Stroitel'stvo [Housing Construction], 2017. No. 3, pp. 22-24. (In Russian).

6. Kireeva E.I. Large-Panel building with a loop to connect blocks change designs. Zhilishhnoe Stroitel'stvo [Housing Construction], 2013. No. 9, pp. 47-51. (In Russian).

7. Patent RF 2479702. Mnogoetazhnyi panel'nyi dom povyshennoi stoikosti k udarnym i seismicheskim vozdeistviyam [Multi-storey panel house high resistance to shock and seismic impact of Yam]. Blazhko V.P., Kharitonova G.V. Declared 16.11.2011. Published 20.04.2013. Bulletein No. 11. (In Russian).

8. Kopanitsa D.G., Savchenko V.I., Danielson A.I., Ustinov A.M. Results of tests of the couplings of the reinforcing bars in compression. Papers of International scientific-practical conference «Science, technical management and engineering in construction: Status, Prospects», 29-30 April 2016. Karaganda: KarGTU, 2016, pp. 136-138. (In Russian).

9. Osipov S.P., Klimenov V.A., Batranin A.V., Stein A.M., Prischepa I.A. The Use of digital radiography and x-ray compute tomography in the study of building structures and construction materials. Vestnik Tomskogo Gosudar-stvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta. 2015. No. 6 (53), pp. 116-127. (In Russian).

10. Klimenov V., Ovchinnikov S., Osipov A., Shtein A., Ustinov A. and Danilson A. Investigations and Non-destructive Testing in New Building Design. Iopscience. Journal of Physics: Conference Series 671 (2016) 012027. IOP Publishing doi:10.1088/1742-6596/671/1/012027.

11. Baldin I.V., Goncharov M.E., Baldin S.V., Tigay O.Y. Experimental investigation of joints of precast reinforced concrete columns of frame building system «CUPASS» the effect of static loads. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta. 2015. No. 5 (52), pp. 64-71. (In Russian).

12. Baldin I.V., Utkin D.G., Baldin S.V. Study of the nodes coupling the columns and supporting beams of the system «CUPASS». Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta. 2015. No. 5 (52), pp. 72-79. (In Russian).

13. Kopanitsa D.G., Danielson A.I., Kaparulin S.L., Ustinov A.M., Useinov E.S. Strength and deformability of the joint colonn frame structural system «CUPASS» action-pepper dynamic loads. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'-nogo Universiteta. 2015. No. 5 (52), pp. 51-56. (In Russian).

14. Kopanitsa D.G., Kaparulin S.L., Danielson A.I., Useinov E.S., Ustinov A.M. Deformation of the joints of columns with beams under shock loading. Papers of International scientific-practical conference «Science, technical management and engineering in construction: Status, Prospects», 29-30 April 2016. Karaganda: KarGTU, 2016, pp. 131-133. (In Russian).

15. Kopanitsa D.G., Kaparulin S.L., Danielson A.I., Ustinov A.M., Useinov E.S., Shashkov V.V. Dynamic strength and

Крупнопанельное домостроение

Ц M .1

Научно-технический и производственный журнал

15. Копаница Д.Г., Капарулин С.Л., Данильсон А.И., Устинов А.М., Усеинов Э.С., Шашков В.В. Динамическая прочность и деформативность узла сопряжения железобетонного каркаса // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 5 (52). С. 57-63.

16. Рекомендации по расчету каркасов многоэтажных зданий с учетом податливости узловых сопряжений сборных железобетонных конструкций. М.: ОАО ЦНИИПром-зданий, 2002. 39 с.

17. Плевков В.С., Балдин И.В., Балдин С.В. Расчет железобетонных решетчатых конструкций при статическом и кратковременном динамическом нагружении с использованием поверхностей относительного сопротивления по прочности // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2011. № 2. С. 67-78.

18. Овсянников С.Н., Околичный В.Н., Балдин И.В., Бу-бис А.А. Натурные статические и сейсмические испытания фрагмента здания, построенного по системе «КУПАСС» // Жилищное строительство. 2016. № 10. С. 37-42.

19. Бубис А.А., Петросян А.Е., Петряшев Н.О., Петря-шев С.О. Натурные динамические испытания на сейсмостойкость архитектурно-строительной системы КУПАСС // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2016. № 2. С. 13-23.

deformability of the interface of the reinforced concrete frame. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta. 2015. No. 5 (52), pp. 57-63. (In Russian).

16. Rekomendatsii po raschetu karkasov mnogoetazhnykh zdanii s uchetom podatlivosti uzlovykh sopryazhenii sbornykh zhelezobetonnykh konstruktsii [Recommendations on calculation and design of buildings taking into account the yield of joint mates of precast reinforced concrete structural designs]. Moscow: OAO ZNIIPromzdanii, 2002. 39 p. (In Russian).

17. Plevkov V.S., Baldin I.V., Baldin S.V. Reinforced concrete design of lattice structures under static and transient dynamic loading using surfaces of relative resistance on strength. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta. 2011. No. 2, pp. 67-78. (In Russian).

18. Ovsyannikov S.N., Okolichnyi V.N., Baldin I.V. Bubis A.A. Full-scale static and seismic testing of the fragment of the building, built according to the «CUPASS». Zhilishhnoe Stroitel'stvo [Housing construction], 2016. No. 10, pp. 37- 42. (In Russian).

19. Bubis A.A., Petrosyan A.E., Petryashev N.O., Petrashev S.O. The full-scale dynamic tests on seismic stability of architectural-construction system CUPASS. Seismostoi-koe Stroitel'stvo. Bezopasnost Sooruzhenii. 2016. No. 2, pp. 13-23. (In Russian).

ИНФОРМАЦИЯ

Новый стандарт на механическое соединение арматуры для железобетонных конструкций

С 1 января 2018 г. впервые в России вводится в действие ГОСТ 34278—2017 «Соединения арматуры механические для железобетонных конструкций. Технические условия». Стандарт создан в рамках работы по совершенствованию технического регулирования в строительстве, проводимой подведомственным Минстрою России ФАУ «Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве». Документ прошел экспертизу ТК465«Строительство» иутверж-ден приказом Росстандарта.

Целью разработки стандарта «Соединения арматуры механические для железобетонных конструкций. Технические условия» являлась существующая необходимость в установлении технических требований к механическим соединениям арматуры. Проект стандарта разработан на основе существовавших ранее отечественных нормативных документов, регламентирующих выполнение подобных испытаний (ТУ, руководящих документом, рекомендаций и др.), а также с учетом основных нормативных положений междуна-

родного стандарта ISO 15835-1:2009 «Стали для армирования бетона — Арматурные муфты для механического соединения стержней — Часть 2: Требования».

Требования ГОСТ распространяются на механические соединения арматуры периодического профиля, выполняемые при изготовлении и монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций сооружений различного назначения.

Документ прошел процедуру публичного обсуждения в России, а также обсуждение на площадке Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации СНГ, где был одобрен в качестве межгосударственного.

Стандарт разработан Научно-исследовательским проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона «НИИЖБ им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство» в соответствии с Программой разработки национальных стандартов Российской Федерации на 2017 г.

По материалам Минстроя России

34

102017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.