3.5.2. Экспериментальное исследование работы узлов креплений панелей к несущим конструкциям под растягивающей винты нагрузкой

Для определения несущей способности узлов крепления панелей к несущим конструкциям при работе крепежных винтов на растяжение (отрыв панели от несущей конструкции), испытания проводились по приведенной на рисунке 3.25 схеме на образцах панелей с мелкопрофилированными и профилированными обшивками.

Фрагмент панели устанавливался на горизонтальные опоры. Крепежный винт моделировался стальным тяжом диаметром 6 мм. В верхней части тяжа была нарезана резьба для гайки и контргайки, под которыми размещались стандартные шайбы диаметром 19 мм от самосверлящих винтов. Испытания на панелях с профилированными обшивками проводились в двух вариантах — с использованием специальных подкладок под шайбу при креплении винтами в гофр и без них. Величина деформаций верхней обшивки в месте передачи на нее усилия с тяжа (локальное обмятие обшивки) измерялась по вертикальным перемещениям оголовка тяжа при помощи индикатора часового типа И1.

Загружение производилось металлическими грузами массой 20 кг ступенями по 20 кг (по одному грузу на ступень). Процесс испытаний показан на рисунке 3.26. Характерная диаграмма нагружения узла при испытаниях на растяжение (зависимость «нагрузка на винт — деформация») показана на рисунке 3.27.

Схема испытаний узла крепления панелей к несущим конструкциям при работе винтов на растяжение

1 — панель; 2 — тяж с гайками и шайбой; 3 — грузы; И1 — индикатор часовой

Рисунок 3.25. — Схема испытаний узла крепления панелей к несущим конструкциям при работе винтов на растяжение

Испытание узла крепления панелей к несущим конструкциям при работе винтов на растяжение

Рисунок 3.26. — Испытание узла крепления панелей к несущим конструкциям при работе винтов на растяжение

Диаграмма деформирования узла крепления панелей к несущим конструкциям при работе винтов на растяжение

Рисунок 3.27. — Диаграмма деформирования узла крепления панелей к несущим конструкциям при работе винтов на растяжение

Испытания образцов панелей с мелкопрофилированными обшивками велись до разрушения с фиксацией разрушающей нагрузки FuF_u. Исчерпание несущей способности узла наступало при локальном прорыве обшивки под шайбой. Характер разрушения показан на рисунке 3.28.

Локальное разрушение наружной обшивки панели и характер повреждения шайбы

Рисунок 3.28. — Локальное разрушение наружной обшивки панели и характер повреждения шайбы

Результаты испытаний сведены в таблицу 3.11.

Полученные при испытаниях величины разрушающих усилий FuF_u меньше приводимых в справочниках значений (Fu,cnpF_{u,cnp}=4,1 кН).

Характеристическое значение прочности узла крепления панели со средним слоем из минераловатных плит и мелкопрофилированными обшивками к несущей конструкции одним винтом при растяжении из условия локального разрушения наружной обшивки под головкой винта Rb,t,kR_{b,t,k}=2,78 кН (определено статистически по методике [72]). Допускаемая расчетная нагрузка на один крепежный винт из условия работы на растяжение Rb,t,d=Rb,t,k/γMR_{b,t,d}=R_{b,t,k/\gamma_M}=2,78/1,33=2,09кН.

Таблица 3.11. — Результаты испытаний узлов креплений панелей с мелкопрофили- рованными обшивками на отрыв (растяжение крепежных винтов)

При Rb,t,dR_{b,t,d}=2,09 кН локальные деформации обшивки панели составляют 7— 8 мм (см. рисунок 3.27) и носят необратимый характер (см. рисунок 3.28). Внешние воздействия на стеновые панели, панели покрытия и их крепления к несущим конструкциям являются знакопеременными, поэтому, возможно нарушение герметичности стыков даже при однократном нагружении крепежных винтов растягивающим усилием Rb,t,dR_{b,t,d}=2,09 кН. В связи с этим, представляется необходимым назначить величину максимальной допускаемой нагрузки на самосверлящие винты FF=1,0 кН из условия недопущения повреждения стыков. Это требование обеспечивается ограничением величины необратимых (пластических) деформаций обшивок панелей под головками крепежных винтов и отсутствием видимых повреждений шайб.

При испытаниях образцов панелей с профилированными наружными обшивками нагружение узлов велось до фиксированных величин испытательной нагрузки F, указанных в таблице 3.12, с последующим разгружением и измерением остаточных деформаций обшивок панелей и осмотром шайб и подкладок. Полученные при испытаниях результаты сведены в таблицу 3.12.

По результатам выполненных испытаний была определена жесткость вертикальных связей при отрыве панелей от несущих конструкций. Результаты испытаний приведены в таблице 3.13.

По результатам испытаний жесткость крепления одним винтом панели от смещений наружу из плоскости ограждения находится в пределах от 206 кН/м до 460 кН/м.

Таблица 3.12. — Результаты испытаний узлов креплений панелей с профилирован- ными наружными обшивками на отрыв (растяжение крепежных винтов)

Таблица 3.13. — Результаты определения жесткости узлов креплений панелей к несущим конструкциям (растяжение крепежных винтов)

№ серии Образцы Средняя жесткость крепления (пределы изменения жесткости в серии), кН/м
1 Образцы из панели покрытия со средним слоем из минераловатных плит 305 (от 289 до 351)
2 Образцы из панели покрытия со средним слоем из минераловатных плит 303 (от 270 до 339)
3 Образцы из стеновой панели со средним слоем из минераловатных плит 226 (от 206 до 261)
4 Образцы из стеновой панели со средним слоем из пенополистирольных плит 236 (от 226 до 251)
5 Образцы из панели покрытия со средним слоем из пенополистирольных плит 288 (от 238 до 336)
6 Образцы из панели покрытия с профилированной наружной обшивкой и средним слоем из пенополиизоцианурата. Крепление выполнялось в гофр без использования подкладок 389 (от 327 до 423)
7 Образцы из панели покрытия с профилированной наружной обшивкой и средним слоем из пенополиизоцианурата. Крепление выполнялось в гофр с использованием подкладок 324 (от 256 до 460)

results matching ""

    No results matching ""