СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАСТМАСС

Испытания стыковых соединений безрулонной металлической кровли [60]

Устройство компенсационных стыков — один из основных вопросов, связанных с конструированием безрулонной кровли. Эти стыки, имеющие вид гребня (рис. 4.10), систематически испытывают циклические нагруз­ки вследствие удлинения и укорочения монолитных участков кровли от температурных деформаций.

Основной задачей испытаний было выявление оптимальной конст­рукции компенсационного стыка (главным образом высоты гребня), ко­торая выдерживала бы эти циклические воздействия в течение десятков лет без нарушния прочности и герметичности.

Для этой цели были проведены статические и главным образом циклические испытания фрагментов стыков.

В результате статических испытаний были выявлены величины на­пряжений в стыках и характер их деформаций в зависимости от высоты гребня, толщины стыкуемых листов, вида сплава и др. Полученные дан­ные, показавшие хорошее совпадение с теоретическими выкладками, позволили предварительно установить размеры образцов для цикличе­ских испытаний.

Проведение циклических испытаний потребовало решения сложных вопросов. Прежде всего необходимо было выявить величину температур­ных перемещений верхних торцов панели с учетом неравномерного рас­пределения температуры по толщине, вызывающего изгиб конструкций.

Расчетные величины этих перемещений, определенные с учетом по­ворота сечений от прогиба, показали хорошее совпадение с эксперимен­тальными данными, полученными на малых образцах и панелях в нату­ральную величину.

Для трехслойных панелей полная величина этих перемещений а мо­жет быть приближенно определена по формулам:

A = at + aq% (6.1)

Где At — линейные перемещения, вызываемые температурными дефор­мациями;

Aq—линейные перемещения от действия равномерно распределен­ной нагрузки.

Первое слагаемое в формуле (6.1) определяется из выражения

В, = й /, (6.2)

Где — температура наружного воздуха;

Tx — температура воздуха в помещении;

I — длина панели;

А— коэффициент линейного расширения.

Второе слагаемое определяется по формуле

А,(6.3) * 4 SD V

Где Q — равномерно распределенная нагрузка;

D — цилиндрическая жесткость;

I — расчетный пролет.

С—высота панели.

Если условно считать, что раскрытие стыка производится сразу на величину, соответствующую полному перемещению панели при макси­мальной амплитуде температур в течение года, то для районов Крайнего Севера (Оймякона, Якутской АССР) максимальная величина переме­щений при амплитуде температур 102° (от +32 до —70) составит 6,4— 7 мм. Это показывает, что деформации раскрытия стыков достигают существенных величин, хотя скорости раскрытия будут небольшими. Вместе с тем существующее оборудование для циклических испытаний отличается значительным числом циклов в минуту, большими нагруз­ками и малыми амплитудами.

В связи с этим был запроектирован и изготовлен механизм (рис 6.2) для циклических испытаний, где величина амплитуды может достигать 20—30 мм, а количество циклов — от 3 до 37 циклов в минуту.

Он состоит из редуктора, кривошипа, шатуна и захватов. На этом меха­низме испытывались стыки с вариацией высоты отбортовки, толщины листов, способов сварки, марки сплавов. В результате испытаний было установлено (табл. 34), что в компенсационном сварном стыке из спла-

Ва АМцАП величина отбортовки должна приниматься равной примерно 100 толщинам стыкуемых листов. Такие стыки выдержали при цикличе­ских испытаниях более 50 тыс. циклов, что условно соответствует сроку их эксплуатации более 150 лет (считая один цикл в сутки). Вместе с тем выявилось, что уменьшение высоты гребня значительно уменьшает дол­говечность стыков. Дальнейшее повышение надежности стыков их соеди­нений может быть обеспечено увеличением высоты гребня.

Наряду со сварными стыками по указанной методике проводились испытания стыков с герметиками различных видов, описанными в гла­ве 3. Наилучшие результаты (условно 45—60 лет) показали стыки, гер­метизированные комбинированными материалами (герметик — резина — герметик).