Приложение Б (обязательное). Метод испытания несущей способности элементов подвесной конструкции

Приложение Б
(обязательное)

Метод
испытания несущей способности элементов подвесной конструкции

Б.1 Общие положения

Настоящий метод испытания распространен на подвесные конструкции из металла.

Испытуемые образцы должны полностью соответствовать требованиям, предъявляемым к серийно выпускаемым изделиям.

Настоящий метод испытания позволяет определить прогиб и допустимую нагрузку на элементы подвесной конструкции.

Коэффициент безопасности, применяемый для расчета допустимого изгибающего момента и допустимой нагрузки по формулам (Б.3), (Б.5), принимают равным 2,5.

Б.2 Испытание на изгиб металлических профилей подвесной конструкции

Б.2.1 Общие положения

Несущую способность металлических конструкций определяют в соответствии со следующими испытаниями отдельных элементов при различных пролетах и нагрузках.

Испытание на изгиб применяют исключительно к несущим профилям, т.е. таким, которые воспринимают вес элементов потолочных плит и дополнительные нагрузки и передают их на перекрытие.

При испытании на изгиб получают следующие параметры профилей:

- жесткость при изгибе ... EI, ;

- допустимый изгибающий момент ... М_доп, .

Б.2.2 Оборудование для проведения испытаний

Универсальная испытательная машина по ГОСТ 28840 со следующими параметрами:

- наибольшая предельная нагрузка, кН, не менее - 2,0;

- предел допускаемой погрешности измерения нагрузки, % измеряемой нагрузки -  2;

- отношение наибольшей предельной нагрузки к наименьшей, не менее - 1000;

- предел допускаемой погрешности измерения деформации, % измеряемой величины -  2;

- предел допускаемой погрешности записи перемещения -  3.

Б.2.3 Проведение испытания

Десять профилей (пять раз в положительной и пять раз в отрицательной позиции) испытывают в рамках подготовительного испытания как балку на двух опорах с нагрузкой в центре максимального расчетного пролета L (рисунок Б.1).

Минимальная длина профиля при испытаниях L_min должна превышать 1,0 м.

а) Т-профиль в положительной позиции	б) Т-профиль в отрицательной позиции

Рисунок Б.1 - Метод испытания на изгиб Т-профиля

В исключительных случаях допускается уменьшить число испытуемых профилей до шести (Б.2.4). При этом в положительной и отрицательной позициях испытывают равное число профилей n/2. При обработке результатов необходимо применять соответствующее значение статистического коэффициента , принимаемое по таблице Б.1.

Условия установки профиля при испытании должны соответствовать условиям эксплуатации. Не допускается скручивание профиля при приложении к нему нагрузки.

Проводят определение прогиба в центре пролета, по меньшей мере, до значения, соответствующего значению прогиба L/500.

Когда прогиб достигает значения L/500, нагрузку временно снимают. Прогиб после снятия нагрузки не должен превышать 0,2 мм. При превышении этого значения предусмотренный прогиб и соответствующую нагрузку сокращают, тем самым обеспечивается проведение измерений в области линейно-упругих деформаций.

Фиксируют значения максимальной нагрузки F_u и соответствующего изгибающего момента M_u.

Б.2.4 Обработка результатов

Б.2.4.1 Жесткость при изгибе EI и допустимый изгибающий момент М_доп определяют по результатам испытаний. Жесткость при изгибе EI для однопролетной балки с нагрузкой в центре рассчитывают по формуле

,

(Б.1)

где E - модуль упругости, Н/мм²;

I - момент инерции, мм⁴;

- средняя нагрузка проведенных испытаний, соответствующая значениям прогиба L/500, Н;

L - пролет испытуемого образца, мм;

f_max - прогиб в центре пролета, мм.

Жесткость при изгибе определяют в условиях упругой деформации, т.е. при линейной зависимости между нагрузкой и прогибом. Если значение прогиба L/500 находится за пределами этого диапазона, то нагрузку соответственно уменьшают.

Допустимый изгибающий момент получают сравнением двух значений.

Первое значение М_доп f, , относят к соответствующему значению прогиба и рассчитывают следующим образом:

,

(Б.2)

где - среднее значение изгибающего момента M_f.

Второе значение допустимого изгибающего момента определяют М_доп u конечной нагрузкой F_u и рассчитывают следующим образом:

,

(Б.3)

где - 5 %-ный фрактиль;

v - коэффициент безопасности = 2,5;

,

(Б.4)

здесь - среднее значение изгибающего момента M_u, относящееся к конечной нагрузке F_u, ;

- статистический (условный) коэффициент.

Условный коэффициент указан в таблице Б.1. Значение зависит от числа n испытуемых образцов (обычно n = 10). Минимальное значение n составляет 6 (Б.2.3);

s - среднеквадратическое отклонение, .

Таблица Б.1 - Условный коэффициент в зависимости от числа n испытуемых образцов, вероятности W и фрактиля Ф

Фрактиль Ф = 5 %	r = n* - 1
	6	7	8	9	10	11	12	13	14
(Вероятность W = 0,90)	2,89	2,75	2,65	2,57	2,50	2,45	2,40	2,36	2,33
* n - число испытаний.

В качестве окончательного значения допустимого момента М_доп применяют меньшее из значений М_доп f или М_доп u.

Б.2.4.2 Рассчитывают значение несущей способности подвесной системы Q_доп, кг/м², по формуле

,

(Б.5)

где g = 9,81 м/с²;

q_рейки - распределенный вес рейки, кг/м;

L - расстояние между подвесами, мм (см. схему нагружения несущей рейки на рисунке Б.2);

S - расстояние между несущими рейками, мм (см. схему нагружения несущей рейки на рисунке Б.2).

S - расстояние между несущими рейками; L - расстояние между подвесами; - расположение несущих реек; - расположение длинных реек; - расположение коротких поперечных реек; - расположение подвесов

Рисунок Б.2 - Схема нагружения несущей рейки

Б.2.5 Протокол испытаний

В протокол испытаний включают следующую информацию:

- описание и физические свойства испытуемого образца;

- размеры и число образцов, применяемых в каждом испытании;

- число проведенных испытаний;

- схема испытания и точка измерения прогиба, подробные сведения о проведении измерений, графические и фотоматериалы;

- рассчитанные значения жесткости при изгибе EI и окончательного допустимого изгибающего момента М_доп;

- рассчитанное значение несущей способности подвесной системы.

Б.3 Испытание подвесов и соединительных элементов из металла

Б.3.1 Общие положения

Испытание подвесов распространено на их соединения с крепежным закладным элементом и несущим профилем подвесной конструкции (основной профиль) (рисунок Б.3).

Б.3.2 Испытательное оборудование

Испытательное оборудование для проведения статических испытаний приведено в Б.2.2.

1 - крепежный закладной элемент; 2 - стержень подвеса; 3 - установочная пружина; 4 - основной профиль; 5 - прибор для измерения смещения

Рисунок Б.3 - Принципиальная схема испытания подвеса

Б.3.3 Проведение испытания

При проведении испытаний подвесов и соединительных элементов из металла крепежные закладные элементы и основные профили не используют. В универсальную испытательную машину по ГОСТ 28840 устанавливают стержень подвеса, установочную пружину и другие аксессуары, используемые при установке подвесной системы.

Испытание на растяжение согласно Б.3.1 проводят на десяти или более отдельных испытуемых образцах (элементах), которые закреплены на конструкции потолка, как в условиях эксплуатации, включая соединение с верхним крепежным элементом и основным несущим профилем.

На элементах подвеса, подвергаемых сжатию, проводят испытания при сжимающей нагрузке.

Б.3.4 Обработка результатов испытания (статическое испытание)

Допустимую нагрузку F_доп рассчитывают по результатам десяти испытаний по формулам:

;

(Б.6)

,

(Б.7)

где - среднее значение конечной нагрузки F_u, Н;

- статистический (условный) коэффициент (таблица Б.1);

s - стандартное отклонение, Н;

v - коэффициент безопасности; v = 2,5.

Смещение места нагрузки, соответствующее F_доп, указывают в виде:

f - среднее значение деформации, мм;

f_min - минимальное значение деформации, мм;

f_max - максимальное значение деформации, мм.

Б.3.5 Протокол испытаний

В протокол испытаний включают следующую информацию:

- описание и физические свойства испытуемого образца;

- размеры и число образцов, применяемых в каждом испытании;

- число проведенных испытаний;

- схема испытания;

- графики деформации испытуемого элемента подвеса;

- допустимая нагрузка с тремя значениями деформации.