Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Прогрессивные способы испытания строительных конструкций
Опубликована: 2019-12-20
  • И. Л. Кузнецов Казанский государственный архитектурно-строительный университет (г. Казань)
  • М. А. Салахутдинов Казанский государственный архитектурно-строительный университет (г. Казань)

Аннотация

Испытание строительных конструкций осуществляется с целью определения их фактической несущей способности и деформативности. Однако проведение испытаний является дорогим и трудоёмким процессом, требующим обеспечения безопасности. Они проводятся с учётом испытательной нагрузки и обеспечения общей устойчивости конструкций, что увеличивает трудоёмкость и создаёт опасность. Испытания строительных конструкций могут осуществляться различными способами. В частности, при испытании ферменных конструкций используются различные способы, зависящие от организаций, обладающих специальной испытательной лабораторией. В большинстве случаев ферменные конструкции испытывают в вертикальном положении, обеспечивается её устойчивость из плоскости и прикладывается сосредоточенная либо распределенная нагрузка. В этом случае также обеспечивается фиксация этапов загружения и определение напряжений и деформаций при помощи измерительных приборов. В основном в случае арочных конструкций испытания проводятся аналогично ферменным.
В данной статье рассматриваются два прогрессивных способа испытаний. Для испытания ферменных конструкций разработан специальный стенд, предусматривающий горизонтальную укладку двух ферм, их соединение на опорах и загружение сосредоточенной нагрузкой, создаваемой гидравлическими домкратами. Для испытания арочных конструкций также предлагается их укладка в горизонтальном положении и загружение через монтажные блоки, установленные как на арке, так и на силовом полу или контрбалке, к которой прикреплена арка. Для испытания блока из арок предлагается способ, заключающийся в укрупнительной сборке и монтаже всех отправочных элементов с последующим их нагружением через монтажные блоки.
Разработанные способы испытания ферменных и арочных конструкций позволяют обеспечить их боковую устойчивость специальными элементами, приложить близкую реальной нагрузку и установить измерительные приборы для определения напряжений и деформаций в сечении. При этом загружение испытательной нагрузкой обеспечивает её соответствие реальной, достигается снижение трудоёмкости с гарантией требуемой безопасности.
Основными результатами данной статьи являются рекомендации по применению прогрессивных способов испытаний ферменных и арочных конструкций.

Литература

1. Айрумян Э. Л., Белый Г. И. Исследования работы стальной фермы из холодногнутых профилей с учетом их местной и общей устойчивости // Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 5. С. 41–44.
2. Айрумян Э. Л. Пути повышения эффективности профилированных стальных настилов // Строительство и архитектура. Серия: Строительные конструкции и материалы. 1990. № 3. С. 9–13.
3. Зверев В. В., Семёнов А. С. Влияние податливости болтовых соединений на деформативность фермы из тонкостенных гнутых профилей // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2008. № 2(10). С. 9–17.
4. Губайдуллин Р. Г., Губайдуллин М. Р., Муравский В. В. Натурные испытания стропильной фер-мы из тонкостенных холодногнутых профилей // Предотвращение аварий зданий и сооружений. 2009. URL: http://prevdis.ru/naturnye-ispytaniya-stropilnoj-fermy-iz-tonkostennyh-holodnognutyh-profilej/ (дата обращения 02.04.2019).
5. Стоянов В. В., Бояджи А. А. Экспериментальное исследование прочности и деформативности комбинированной металлодеревянной арочной конструкции // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал / Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова. 2015. № 3(345). С. 93–103.
6. Нежданов К. К., Гарькин И. Н. Испытание неразрезных подкрановых балок на выносливость // Региональная архитектура и строительство / Пензенский государственный университет архитектуры и строительства. 2016. № 2(27). С. 81–86.
7. Алпатов В. Ю., Соловьёв А. В. Опытно-экспериментальное проектирование пространственной решетчатой металлической конструкции для покрытия промышленного здания // Градостроительство и архитектура / Самарский государственный технический университет. 2017. № 4(29). С. 4–8.
8. Testing, numerical simulation and design of prestressed high strength steel arched trusses / S. Afshan, M. Theofanous, J. Wang, M. Gkantou, L. Gardner // Engineering Structures. 2019. Vol. 183. P. 510–522.
9. Van Der Kooi K., Hoult N. A. Assessment of a steel model truss using distributed fibre optic strain sensing // Engineering Structures. 2018. Vol. 171. P. 557–568.
10. Experimental study on the effect of heel plate thickness on the structural integrity of cold-formed steel roof trusses / Je Chenn Gan, Jee Hock Lim, Siong Kang Lim, Horng Sheng Lin // Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 171. P. 557–568.
11. Еремеев П. Г. Современные стальные конструкции большепролетных покрытий уникальных зданий и сооружений: монография. Москва: АСВ, 2009. 336 с.
12. Башаров Ф. Ф. Испытание шпренгельной плиты пролетом 12 м из стального профилированного настила марки HL 14-600 с наименьшей толщиной стенки 0,8 мм // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2012. № 4(22). С. 87–96.
13. Innovative steel 3D trusses for preservating archaeological sites: Design and preliminary results / G. Di Lorenzo, E. Babilio, A. Formisano, R. Landolfo // Journal of Constructional Steel Research. 2019. Vol. 154. P. 250–262.
14. Wu Y., Xiao Y. Steel and glubam hybrid space truss // Engineering Structures. 2018. Vol. 171. P. 140–153.
15. Кузнецов И. Л., Салахутдинов М. А., Гайнетдинов Р. Г. Стенд и результаты испытания фермы пролётом 24 м с стержнями из оцинкованных холодногнутых профилей // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. № 4(48). С. 193–199.
16. Кузнецов И. Л., Салимов А. Ф., Зайнуллин Д. Г. Экспериментальные исследования стальных ре-шётчатых арок облегчённых сооружений // Строительство и архитектура. Серия: Строительные конструкции. 1987. № 7. С. 12–16.