СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ДОГРУЖЕНИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РАМНО-СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМАХ
METHOD OF EXPERIMENTAL DETERMINATION OF DYNAMIC LOADING IN REINFORCED CONCRETE FRAME AND PIN SYSTEMS

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, в частности к испытаниям железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем.
Известны способы испытания рамно-стержневых систем, заключающиеся в определении предельных деформаций сжатого и растянутого бетона; приращений прогибов ригелей в пролетах рамы [1, стр.171-191]; значении нагрузок и опорных моментов, характера трещинообразования и ширины раскрытия трещин при пошаговом статическом нагружении до момента разрушения конструкции [1, стр.207-229].
Недостатки известных способов заключаются в том, что невозможно оценить динамическое догружение в железобетонных рамно-стержневых системах в запредельных состояниях и, соответственно, определить усилия, параметры деформаций и перемещений в стойках и ригелях рамно-стержневой системы с учетом динамического догружения, вызванного внезапным хрупким разрушением соединительного элемента в узле соединения стойки и ригеля, т.к. в известных способах разрушение сварного шва происходит «мягко», сопровождается трещинами в железобетоне и текучестью в соединительных элементах узлов стоек и ригелей.
Задача состоит в повышении конструктивной безопасности и живучести конструкций за счет более строгого учета динамических догружений и, соответственно, в оценке динамического догружения в железобетонных рамно-стержневых системах в запредельных состояниях, направленной для создания адаптационно приспособляемых конструктивных систем, исключающих их лавинообразное разрушение.
Это достигается тем, что способ экспериментального определения динамического догружения в железобетонных рамно-стержневых системах предусматривает закрепление опорных стоек, соединение жестко или шарнирно ригелей и стоек в узлах рамно-стержневой системы с помощью соединительных элементов, осуществление загружения рамно-стержневой системы заданной проектной статической нагрузкой и от приложения заданной нагрузки создание внезапного хрупкого разрушения одного из соединительных элементов, выполненного сварным и калиброванным с заранее фиксированным усилием хрупкого разрыва по сварному шву, после чего измерения параметров созданного динамического догружения в неразрушенных стойках и ригелях рамно-стержневой системы от внезапного хрупкого разрыва прокалиброванного сварного соединительного элемента.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема испытания двухпролетной рамно-стержневой системы с приложенной статической нагрузкой Р через рычажную систему; на фиг.2 - вид 1-1 схемы испытания двухпролетной железобетонной рамно-стержневой системы и узел (узел А) соединения двух ригелей (3) над промежуточной стойкой (2) системы с помощью прокалиброванного сварного соединительного элемента (9) с заданным фиксированным усилием хрупкого разрыва.
Способ осуществляют следующим образом. Закрепляют опорные стойки (2) с помощью опорной балки (1), стоек с подкосами (7) и винтовых упоров (4). Соединяют ригели (3) и стойки (2) в узлах рамно-стержневой системы с использованием соединительных элементов, привариваемых к закладным деталям. Узел над промежуточной опорой (узел А) выполняют с помощью прокалиброванного сварного соединительного элемента (9) с заранее фиксированным усилием хрупкого разрыва по сварному шву от приложенной заданной проектной статической нагрузки. Выбор одного из узлов соединения ригелей и стоек, выполненного с помощью сварного прокалиброванного соединительного элемента, зависит от расчетной схемы рамно-стержневой системы и цели исследования элементов конструкций. Сварной прокалиброванный соединительный элемент представляет собой планку из 2-х частей, соединенных сварным швом. Сварной шов выполняется так, чтобы при внутренних усилиях в узле системы, возникающих от приложенной заданной статической нагрузки, происходило его внезапное хрупкое разрушение.
Далее загружают железобетонную рамно-стержневую систему заданной проектной статической нагрузкой через рычажную систему (5, 6) и грузовую платформу (8).
В результате внезапного хрупкого разрушения прокалиброванного сварного элемента (9) возникает динамическое догружение в оставшихся неразрушенных стойках и ригелях железобетонной рамно-стержневой системы.
В процессе внезапного возникновения динамического догружения от указанных загружений на первой (максимальной) полуволне колебания системы определяют необходимые параметры напряженно-деформируемого состояния системы и характер разрушения конструкции.
Замеряя параметры деформаций и перемещений в оставшихся неразрушенных элементах конструктивной системы, определяют приращения динамических усилий от внезапного выключения прокалиброванного элемента.
Данный способ позволяет повысить конструктивную безопасность и живучесть конструкций за счет более строгого учета динамических догружений и, соответственно, оценить динамическое догружение в железобетонных рамно-стержневых системах в запредельных состояниях, направленное для создания адаптационно приспособляемых конструктивных систем, исключающих их лавинообразное разрушение.
Источник информации
1. Комар А.Г. Испытания сборных железобетонных конструкций: учеб. пособие для студентов ВУЗов / А.Г.Комар, Е.Н.Дубровин, Б.С.Кержнеренко, B.C.Заленский. - М.: Высш. Школа, 1980. - 269 с.