RU2331863C1

RU2331863C1 - Method of tests for column strip of jointless frame building floor

Info

Publication number: RU2331863C1
Application number: RU2007104010/28A
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Шардаков (RU); Игорь Николаевич Шардаков; Владимир Александрович Годовалов (RU); Владимир Александрович Годовалов; Ольга Ивановна Кириенко (RU); Ольга Ивановна Кириенко; Евгений Петрович Клигман (RU); Евгений Петрович Клигман; Елена Витальевна Созинова (RU); Елена Витальевна Созинова; Олег Александрович Шадрин (RU); Олег Александрович Шадрин; Екатерина Николаевна Субботина (RU); Екатерина Николаевна Субботина; Эльвира Шамилевна Кривелёва (RU); Эльвира Шамилевна Кривелёва
Original assignee: Открытое акционерное общество "Оргтехстрой"
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-08-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method involves putting stress on a strip set as a load on hinged supports on a stand. At that, before setting on the supports the strip is rotated around a random horizontal axis, e.g., the horizontal symmetry axis, at the angle of 180 degrees. The strip is loaded by a focused force via a piece of column fixed rigidly to the strip at their standard operational joint point.

EFFECT: improved precision of bearing strength defining for a building construction.

6 dwg

Description

Изобретение относится к технологии испытания строительных конструкций и может быть использовано в строительной отрасли.The invention relates to a technology for testing building structures and can be used in the construction industry.

Наиболее близким изобретением к предлагаемому способу является способ испытания плиты перекрытия безригельного каркасного здания на стенде, заключающийся в воздействии на плиту, установленную на опоры, нагрузкой (заявка на изобретение №2006139882 от 10.11.2006). Недостатком этого способа является недостаточная точность определения несущей способности надколонной плиты, поскольку напряженно деформированное состояние плиты при испытаниях не соответствует эксплуатационным.The closest invention to the proposed method is a method of testing a floor slab of a frameless frame building on a stand, which consists in applying a load to the slab mounted on the supports (application for invention No. 2006139882 from 10.11.2006). The disadvantage of this method is the lack of accuracy in determining the bearing capacity of the column plate, since the stress-strain state of the plate during testing does not correspond to operational.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности определения несущей способности надколонной плиты за счет более точной имитации ее напряженно деформированного состояния, которую она испытывает в режиме эксплуатации, кроме того, производится испытание соединения плиты с колонной.The present invention solves the problem of improving the accuracy of determining the bearing capacity of the column plate due to a more accurate simulation of its stress-strain state, which it experiences in the operating mode, in addition, the connection test of the plate with the column is carried out.

Для достижения указанного технического результата в способе испытания надколонной плиты перекрытия безригельного каркасного здания на стенде воздействуют на плиту, установленную на шарнирные опоры, нагрузкой, причем плиту перед установкой на опоры переворачивают относительно произвольной горизонтальной оси, например горизонтальной оси симметрии, на угол 180 градусов, а воздействие нагрузкой на плиту осуществляют сосредоточенной силой через фрагмент колонны, жестко связанной с плитой в месте их соединения в эксплуатации.To achieve the specified technical result in the method of testing a column column floor slab of a frameless building on a stand, the plate mounted on the hinged supports is subjected to a load, and the plate is turned over an arbitrary horizontal axis, for example, a horizontal axis of symmetry, at an angle of 180 degrees, and the load on the plate is carried out by concentrated force through a fragment of the column, rigidly connected with the plate at the place of their connection in operation.

Признаки, отличающие предлагаемый способ испытания плиты перекрытия от наиболее близкого к нему известного, характеризуют то, что плиту перед установкой на опоры переворачивают относительно произвольной горизонтальной оси, например горизонтальной оси симметрии на угол 180 градусов, а воздействие нагрузкой на плиту осуществляют сосредоточенной силой через фрагмент колонны, жестко связанной с плитой в месте их соединения в эксплуатации.Signs that distinguish the proposed method of testing a floor slab from the closest known to it, characterize that the slab is turned over an arbitrary horizontal axis, for example, the horizontal axis of symmetry, at an angle of 180 degrees before being mounted on supports, and the load is applied to the slab by concentrated force through a column fragment rigidly connected to the plate at the place of their connection in operation.

Предлагаемый способ испытаний надколонной плиты перекрытия безригельного каркасного здания иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен вид сверху на устройство для испытания надколонной плиты, на фиг.2 разрез по А-А фиг.1, на фиг.3 увеличенный узел 1 фиг.2, на фиг.4 изображено изополе перемещения надколонной плиты перекрытия в эксплуатации (а) и на стенде (б), на фиг.5 изображено изополе изгибающего момента М_х надколонной плиты перекрытия в эксплуатации (а) и на стенде (б), на фиг.6 изображено изополе изгибающего момента M_у надколонной плиты перекрытия в эксплуатации (а) и на стенде (б).The proposed method for testing a pillar floor slab of a bezelless frame building is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a top view of a device for testing a pillar plate, in Fig. 2 a section along A-A of Fig. 1, in Fig. 3 an enlarged assembly 1 of Fig. 2 , Fig. 4 shows an isopole of movement of the over-column floor slab in operation (a) and at stand (b), Fig. 5 shows an isopole of bending moment M _{x of the} over-column slab in operation (a) and at stand (b), in Fig. .6 depicts an isofield of bending moment M _at column columns s floors in operation (a) and at the stand (b).

Устройство для испытания плиты перекрытия безригельного каркасного здания выполнено следующим образом.A device for testing the slab of the bezelless frame building is as follows.

Испытываемой плитой является (фиг.1) надколонная плита 1, армированная каркасами с рабочей арматурой и арматурными сетками. Опирание плиты осуществляется (см. фиг.2-3) при помощи четырех унифицированных шаровых шарнирно-неподвижных опор 2, установленных на бетонные блоки 3 или металлические жесткие балки.The tested plate is (Fig. 1) a pillar plate 1 reinforced with frames with working reinforcement and reinforcing meshes. The support of the plate is carried out (see Fig.2-3) using four standardized ball jointed fixed supports 2 mounted on concrete blocks 3 or metal rigid beams.

Устройство содержит имитатор соседних с испытываемой плитой элементов каркасного здания, который выполнен в виде фрагмента колонны 4.The device contains a simulator adjacent to the test plate elements of the frame building, which is made in the form of a fragment of the column 4.

Способ испытаний плиты перекрытия заключается в следующем.The method of testing the slab is as follows.

В условиях эксплуатации определяют напряженно деформированные состояния для надколонной плиты при ее работе в реальных конструкциях.Under operating conditions, stress-strain states are determined for a column column during its operation in real structures.

Полученные изополя силовых факторов (перемещений и изгибающих моментов) используют для разработки схем опирания и нагружения плит в процессе испытаний. Изополя силовых факторов в эксплуатации и на стенде могут быть получены расчетным путем методом конечных элементов с использованием программных комплексов, например "SCAD" (см. Карпиловский B.C. SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD. Изд. Ассоциация строительных вузов. Москва, 2004, 592 с.)The obtained isopoles of force factors (displacements and bending moments) are used to develop schemes of support and loading of plates during the test process. Isopoles of force factors in operation and at the stand can be obtained by calculation by the finite element method using software systems, for example, SCAD (see Karpilovsky BC SCAD Office. SCAD Computing Complex. Publishing House. Association of Construction Universities. Moscow, 2004, 592 p. )

Плиту снабжают имитатором сопряженной с испытываемой плитой в эксплуатации колонны каркасного здания в виде фрагмента колонны и жестко связывают с ней. Надколонная плита в сборно-монолитных конструкциях зданий и сооружений, возведенных с использованием унифицированного безригельного каркаса, испытывает действие отрицательных изгибающих моментов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а также поперечных сил, причем распределение силовых факторов по плите существенно не однородно.The plate is equipped with a simulator associated with the tested plate in the operation of the column of the frame building in the form of a fragment of the column and is rigidly connected with it. The supracolumn slab in prefabricated monolithic structures of buildings erected using a unified bezelless frame experiences negative bending moments in two mutually perpendicular planes, as well as transverse forces, and the distribution of force factors over the slab is essentially not uniform.

Устройство испытаний надколонной плиты содержит дополнительный элемент, представляющий собой фрагмент колонны, например, сечением 400×400, длиной 1680 мм. В процессе испытаний к фрагменту колонны прикладывается нагрузка в виде сосредоточенной силы.The device for testing the column head contains an additional element, which is a fragment of the column, for example, with a section of 400 × 400, length 1680 mm During testing, a load in the form of a concentrated force is applied to the column fragment.

Для испытания надколонной плиты ее переворачивают на 180 градусов, так чтобы верхняя рабочая арматура была внизу. Для соединения фрагмента колонны с испытываемой плитой используют соединения аналогичные, применяемым в эксплуатации. Это позволяет испытать эти соединения. В местах расположения опор плиту усиливают путем введения закладных элементов. Конструкцию устанавливают на шарнирные опоры и воздействуют сосредоточенной нагрузкой на фрагмент колонны, равной расчетной нагрузке в эксплуатации, а затем изменяют положения опор до максимального совпадения напряженно-деформированного состояния испытываемой плиты с напряженно-деформированным состоянием плиты в эксплуатации, после чего продолжают увеличивать нагрузку до момента разрушения. Поиск положения опор плиты на стенде, при котором будет максимальное совпадение напряженно-деформированного состояния плиты на стенде и в эксплуатации, может проводиться с помощью вычислительного комплекса методом конечных элементов. Нагрузку прикладывают поэтапно, долями, каждая из которых не должна превышать 10% контрольной нагрузки по прочности. После приложения каждой доли нагрузки испытываемое изделие выдерживают не менее 10 минут. Во время выдержки под нагрузкой производят осмотр поверхности плиты и фиксируют величину нагрузки, прогибы и ширину раскрытия трещин. Контролируемые показатели фиксируют в начале и в конце каждой выдержки. Для регистрации ширины раскрытия трещин используют видеокамеру с регистрацией видеозаписи на персональном компьютере. Полученные видеозаписи обеспечивают безопасность и удобство измерений величин раскрытия трещин.To test the column plate, it is turned 180 degrees so that the upper working reinforcement is at the bottom. To connect a fragment of the column with the test plate, compounds similar to those used in operation are used. This allows you to test these compounds. At the locations of the supports, the plate is reinforced by introducing embedded elements. The design is mounted on the hinged supports and is subjected to a concentrated load on the column fragment equal to the design load in operation, and then the positions of the supports are changed until the stress-strain state of the test plate coincides with the stress-strain state of the plate in operation, and then continue to increase the load until failure . The search for the position of the plate supports on the stand, at which there will be a maximum coincidence of the stress-strain state of the plate on the stand and in operation, can be carried out using a computer complex using the finite element method. The load is applied in stages, in shares, each of which should not exceed 10% of the control load in strength. After each share of the load is applied, the test product is held for at least 10 minutes. During exposure under load, inspect the surface of the plate and record the magnitude of the load, deflection and the width of the crack opening. Controlled indicators are recorded at the beginning and at the end of each exposure. To register the crack opening width, a video camera is used to record the video on a personal computer. The resulting videos provide safety and convenience in measuring crack opening values.

Пример.Example.

Испытывалась надколонная плита с размерами в плане 3000×3000 мм, толщиной 160 мм. Опоры располагались симметрично плите. Расстояние между опорами по оси Х равнялось 3874 мм и по оси У равнялось 500 мм.An over-column plate was tested with dimensions in the plan of 3000 × 3000 mm and a thickness of 160 mm. The supports were located symmetrically to the plate. The distance between the supports along the X axis was 3874 mm and along the Y axis was 500 mm.

В качестве имитатора соседних элементов использовался фрагмент колонны сечением 400×400, длиной 1680 мм. При испытании плита с фрагментом колонны переворачивалась верхней рабочей арматурой вниз.A fragment of a column with a section of 400 × 400 and a length of 1680 mm was used as a simulator of neighboring elements. During the test, a plate with a column fragment was turned upside down by the upper working reinforcement.

Результаты испытаний приведены на фиг.4, 5, 6, где дана оценка эквивалентности напряженно-деформированного состояния на стенде и в эксплуатации в процентах. Относительные значения расхождений в замерах по разнице между максимальными и минимальными значениями по перемещению составила 19%, по изгибающим моментам М_xmax 0%, М_xmin 17,4% M_ymax 0%, M_ymax 31%.The test results are shown in figure 4, 5, 6, which gives an assessment of the equivalence of the stress-strain state at the stand and in operation in percent. The relative values of the discrepancies in the measurements on the difference between the maximum and minimum values for the displacement were 19%, for bending moments M _xmax 0%, M _xmin 17.4% M _ymax 0%, M _ymax 31%.

Таким образом, предлагаемым изобретением решается задача повышения точности определения несущей способности плиты за счет более точной имитации напряженно-деформированного состояния плиты, которую она испытывает в режиме эксплуатации, испытания одновременно узлов соединения плиты с колонной здания и упрощения устройства.Thus, the present invention solves the problem of increasing the accuracy of determining the load-bearing capacity of the slab due to a more accurate simulation of the stress-strain state of the slab, which it experiences in operation, testing simultaneously the nodes of the connection of the slab with the column of the building and simplifying the device.

Claims

A method of testing a column column floor slab of a bezelless frame building on a stand, which consists in applying a load to a plate mounted on hinged supports, characterized in that the plate is turned over an arbitrary horizontal axis, for example, a horizontal axis of symmetry, by an angle of 180 °, and the impact the load on the plate is carried out by concentrated force through a fragment of the column, rigidly connected with the plate at the place of their connection in operation.