192012, СПб, 3й Рабфаковский пер. д 5, корп.4, литер А, т 8911814 9375, т 89117626150, факс: 348-7810
«Утверждаю» 06.02.2010 Руководитель Испытательного Центра Коваленко А.И
Протокол на 55 страницах, 47 рисунков, в 2 –х экземплярах. Номер регистрационный протокола 15 СФ - 2010 Дата проведение испытаний с 2 го февраля 2010 по 6 февраля 2010 года. Адрес проведения вибрационных испытаний: 196158, Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 212. к. 2а. Протокол №15 от 06 февраля 2010 года вибрационных испытаний узлов и фрагментов динамической пространственной модели канализационной насосной станции ( КНС ) в сейсмоизолирующей и сейсмоамортизирущей оболочке по шкале MSK 64 для сейсмоопасных районов РФ рассмотренный на 67 научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов проходившей с 3-5 февраля 2010 года в Санкт-Петербургском государственном архитектурно –строительном университете (ранее ЛИСИ) с 3-5 февраля 2010 года по адресу: 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул , 4 на 3 –х секциях «Актуальных вопросов инженерной геологии, механике грунтов и фундаментостроения» аудитория 201 –Е , председатель секции д-р техн. наук , профессор Р.А. Мангушев, секретарь канд. Технических наук , доцент В.В. Конюшков, секции «Металлические конструкции» аудитория 510 –председатель секции д-р технических наук , профессор Г.И.Белый, канд. Технических наук, доцент П.А.Пяткин, секции «Технологий проектирования зданий и сооружений». Ауд 522 –С , председатель секции канд технических наук , доцент А.Б.Шмид , зам председателя , кандидат технических наук доцент В В Севастьянов, секретарь аспират М.Н Павленко.
Характеристики насосной станции ТУ 3631-001-59325387-2004 в сейсмоизолирущей и сейсмоамортизирущей облочке. Насосная станция (далее «КНС») предназначена для перекачки дренажных и ливневых вод, хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, химически агрессивных промышленных и нефтесодержащих сточных вод, очищенных стоков с очистных сооружений на оборотное техническое водоснабжение, на сброс в открытые водоемы.
Пример условного
обозначения станции:
Заявитель на проведение вибрационных лабораторных испытаний узлов и фрагментов динамических пространственных моделей КНС в сейсмоизолирущей и сейсмоамортизирующей оболочке на сейсмостойкость по шкале MSK- 64 общество с ограниченной ответственностью Российско-Голландское предприятие "САМЭНВИРО" 446378 Самарская область Красноярский район пгт Новосемейкино ул Солнечная, д. 3 П Фактический адрес (он же почтовый адрес): РФ, 446378, Самарская обл., Красноярский р-н, пгт Новосемейкино, ул. Солнечная, 3 П. 446378 Самарская обл., пгт. Новосемейкино,ул. Солнечная 3 «П»,тел. (846) 921-62-42, 921-62-44, 921-62-45,994-65-66 тел. Факс. (846) 993-65-67.
Наименование ТНПА на метод испытания вибрационной динамической модели:
1. ГОСТ 30546.1-98 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ОБЩИХ ТРЕБОВАНИЙ К МАШИНАМ, ПРИБОРАМ И ДРУГИМ ТЕХНИЧЕСКИМ ИЗДЕЛИЯМ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА СЛОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ЧАСТИ ИХ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ. 2. ГОСТ 30546.2-98 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ИСПЫТАНИЯ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ МАШИН, ПРИБОРОВ И ДРУГИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Общие положения и методы испытаний. 3. ГОСТ 30546.3-98 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ МАШИН, ПРИБОРОВ И ДРУГИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, УСТАНОВЛЕННЫХ НА МЕСТЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПРИ ИХ АТТЕСТАЦИИ ИЛИ СЕРТИФИКАЦИИ НА СЕЙСМИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ.
Протокол содержит:
2. Список нормативных документов на основании которых проводились вибрационные испытания. стр. 3-4 3. Конструктивнее решения испытуемых узлов и фрагментов испытуемой моделей ( узла , фрагмента ) насосной станции ТУ 3631-001-59325387-2004. стр. 4-22 4. Условия проведения вибрационных испытаний пространственных динамических моделей. стр. 22-41 5. Описание лабораторных вибрационных испытаний динамических моделей КНС. стр. 41 6. Оборудование и измерение при проведении лабораторных испытаний узлов и фрагментов динамических моделей. стр. 42 -50 7. Выводы , заключение по результатам проведения испытаний на программном комплексе STAAD.Pro, STARK ES, Ing+2006.4, SCAD, ANSYS 5.0 ( ДИНАМИКА ). стр. 50-51 8. Рекомендации по повышению сейсмостойкости КНС ТУ 3631-001-59325387-2004. стр. 54 9. Прилагаемые конструктивные решения к протоколу вибрационных испытаний динамических моделей № 15 от 06 февраля 2010 не являются обязательными для исполнения КНС в сейсмоопасной зоне и носят только рекомендательный характер и не являются обязательными для исполнения. стр 54
Список нормативных документов на основании которых проводились вибрационные испытания узлов и фрагментов динамической пространственной модели КНС ТУ 3631-001-59325387-2004.
1. ГОСТ 30546.1-98 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ОБЩИХ ТРЕБОВАНИЙ К МАШИНАМ, ПРИБОРАМ И ДРУГИМ ТЕХНИЧЕСКИМ ИЗДЕЛИЯМ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА СЛОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ЧАСТИ ИХ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ. 2. ГОСТ 30546.2-98 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ИСПЫТАНИЯ НА СЕЙСМОСТОЙКОСТЬ МАШИН, ПРИБОРОВ И ДРУГИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ. Общие положения и методы испытаний. 3. ГОСТ 30546.3-98 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ МАШИН, ПРИБОРОВ И ДРУГИХ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, УСТАНОВЛЕННЫХ НА МЕСТЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ПРИ ИХ АТТЕСТАЦИИ ИЛИ СЕРТИФИКАЦИИ НА СЕЙСМИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ. 4. Серия 0.00-96c «Повышение сейсмостойкости зданий» Выпуск 0-1 5. ШИФР 1.010-2с.94 «Фундаменты сейсмостойкие с использованием сейсмоизолирующего скользящего пояса для строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов», выпуск 0-2 Фундаменты для вновь строящихся зданий, материалы для проектирования. 6. ТУ -1.010-2с.94 Выпуск 3. Технические условия на изготовление сейсмоамортизирующих и сейсмоизолирующих изделий» 7. Пособие по проектированию каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах (к СНИП 11-7-81). 8. Вибрационные испытания зданий под редакцией д-ра техн.наук, проф. Г.А.Шапиро, 82 стр. 9. С.М.Сафргалиев «Сейсмостойкие каменные конструкции» -234 стр. 10. Рекомендации по расчету и конструированию монолитных и панельных стен жилых зданий для сейсмических районов ЦНИИЭПжилище -102 стр. 11. Боданов Ю.Ф «Фундаменты от А до Я» - 112 стр. 12. Правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах СП 31 -144 -2004 «свод правил по проектированию и строительству» 13. Пояснительная записка к актуализации редакции СНиП 11-7-81* ЦНИИСК им В.А.Кучеренко «строительство в сейсмических районах» Нормы проектирования 14. И.И. Николаев «Проектирование железобетонных конструкций зданий для строительства в сейсмических районах» - 118 стр. 15. Технические условия на изготовление сейсмоамортизирующих и сейсмоизолирующих изделий ТУ -1010.2с.94 Выпуск 111 к проекту 1.010-2с.94, выпуск 0-1,0-2 «Фундаменты сейсмостойкие с использованием сейсмоизолирующего скользящего пояса для строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов» - 30 стр. 16. Применение тонкослойных резинометаллических опор для сейсмозащиты зданий в условиях территории Кыргызской Республики Ормонбеков Т.О, Бегалиев У.Т, и др. 17. СН РК 5.04-07-2004, разработанные ТОО «Институт Проектстальконтсрукция» в соответствии с требованиями СНиП РК 1.01-01-2001. 18. Журнал "Сельское строительство" № 9/95 стр.30 "Отвести опасность", 20. Журнал "Жилищное строительство" № 4/95 стр.18 "Использование сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий", 21. Журнал "Жилищное строительство" № 9/95 стр.13 "Сейсмоизоляция малоэтажных жилых зданий". 22. Журнал "Монтажные и специальные работы в строительстве" № 4/95 стр. 24-25 "Сейсмоизоляция малоэтажных зданий", 33. Журнал "Монтажные и специальные работы в строительстве" № 11/95 стр. 34 "Датчик регистрации электромагнитных волн, предупреждающий о землетрясении - гарантия сохранения вашей жизни!» 34. Компьютерные модели конструкций , А.С.Городецский, И.Д.Евзеров, Издательство «ФАКТ», Киев-8-, а/я 76, стр. 344. 35. HILTI «Динамический расчет анкерного крепежа» , 2002 год, стр. 49. в PDF 36. А.С.Чесноков, А.Ф.Княженв «Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах» , Стройиздат, Москва, 1974 г стр.121. 37. ДИНАМИКА. ANSYS 5.0. Руководство пользователя. DYNAMICS. стр. 7 + в DOC и PDF 38. Указания по расчету на прочность и виброизоляцию технических стальных трубопроводов. Руководящий технический материал РТМ 38-001-94. стр. 80 39. Г.А. Шапиро «Вибрационные испытания», Стройиздат, Москва, -1972 год. Стр. 82. 40. О.Зенкевич, И.Чанг. «метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред» перевод с английского О.П.Троицского и С.В. Соловоьева, Москва, «Небра» 19754, стр.240. 41. И.М.Рабинович, Б.Г.Коренева. справочник проектировщика. «Динамический расчет сооружений на специальные воздействия» , Стройиздат, 1981, Москва, стр 217.
Конструктивное решение узлов и фрагментов испытуемой канализационной насосной станции комплектного изготовления ( далее КНС ), предназначена для очистных сооружений и установок очистки сточных вод от песка, нефтепродуктов, масел и пр. Корпуса канализационных насосных станций изготавливаются из "витой" толстостенной трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД) с внутренним диаметром от 1 000 до 2 200 мм, длиной до 12 000 мм. Внутренние перегородки, днища, стенки и крышки изготавливаются из листового пищевого пластика из ПНД, трубопроводы — также из ПНД, направляющие насосных агрегатов из трубы из оцинкованной стали.
Рис .1. Общий вид подземной КНС с сейсмоамортизирущим поясом ( слоем ) из вспененного «плавающего» полипропилена «пенотерма» толщиной 1 см ( динамический модуль упругости , при нагрузке 2000 н/м 2 , МПа = 1.1 + / - 0,01 , плотность кг /м 3 = 40 ) и сейсмоизолирущим поясом ( слоем ) из пеностекла ( плит «пеноситал» ) толщиной по 10 см с двух сторон.
Рис. 2. Общий вид испытуемой
подземной сейсмостойкой КНС с сейсмоамортизирущим поясом (
слоем ) из вспененного «плавающего» полипропилена «пенотерма» толщиной
1 см ( динамический модуль упругости , при нагрузке 2000 н/м 2 , МПа =
1.1 + / - 0,01 , плотность кг /м 3 = 40 ) и
сейсмоизолирущим поясом ( слоем ) из пеностекла
Рис. 3. Общий вид подземной КНС оборудование и насосы, которой крепится на свинцовых податливых или стопорных, с наружными зубьями по ГОСТ 10463-81 шайбах. Конструктивное решение является не обязательным, для исполнения и носит рекомендательный характер для сейсмоопасных зон РФ.
Рис. 4. Общий вид многослойного дна испытуемой пространственной динамической модели КНС ( дно насосной станции ). В качестве скользящей и демпфирующей прослойки используется пеностекло ТУ 5914-001-73893595-2005. Конструктивное решение взято из изобретения № 896229 ТбилЗНИЭП E 04 H 9/02 Сейсмоамортизирующий слой (пояс ) выполнен из вспененного «плавающего» полипропилена «пенотерма» толщиной 1 см ( динамический модуль упругости, при нагрузке 2000 н/м 2 , МПа = 1.1 + / - 0,01 , плотность кг /м 3 = 40 ) , а сейсмоизолирущий слой ( пояс ) выполнен из двух слоев пеностекла ( плит «пеноситал» ) толщиной по 10 см. Прослойой между плитами из пеностекла ( пеноситала ) является вспененная «плавающая» стяжка толщиной 1, 5 см из полипропилена ( пенотерма).
Рис.5. Конструктивные решения плиты железобетонной под КНС с диаметром корпуса 1500-1800 мм c прослойкой пирога ( прокладкой ) из плавающей стяжки из вспененного полипропилена «ПЕНОТЕРМ» толщиной 1,5 см и с двух сторон из пеностекла толщиной 10 см ТУ 5914-001-73893595-205 по изобретению 896229 Рис. 4. Общий вид многослойного дна испытуемой пространственной динамической модели В качестве скользящей и демпфирующей прослойки используется пеностекло ТУ 5914-001-73893595. Конструктивное решение взято из изобретения № 896229 ТбилЗНИЭП E 04 H 9/02 Сейсмоамортизирующий слой (пояс ) выполнен из вспененного «плавающего» полипропилена «пенотерма» толщиной 1 см ( динамический модуль упругости, при нагрузке 2000 н/м 2 , МПа = 1.1 + / - 0,01 , плотность кг /м 3 = 40 ) , а сейсмоизолирущий слой ( пояс ) выполнен из двух слоев пеностекла ( плит «пеноситал» ) толщиной по 10 см. Прослойой между плитами из пеностекла ( пеноситала ) является вспененная «плавающая» стяжка толщиной 1, 5 см из полипропилена ( пенотерма).
Рис. 6. Конструктивное решение крепления КНС к бетонному полу на болтовом соединении с податливыми свинцовыми толстыми шайбами.
Рис. 7. Испытательная схема подвижных компенсаторов для КНС выполеннеая по изобртению № 2224168, 2084749, «Компенсатор сдвиговый поворотных перемещений» Kl. F16 L51/02.
Рис. 8. Испытательная схема поворотных компенсаторов для КНС по изобретению 2224168, 2084749, 2227859, 2293903, 22249750.
Рис. 9. Заглавный лист рабочих чертежей серии 5.903-13 «Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей» выпуск 4 ( компенсаторы сальниковые). Разработаны ЛФ ЭНРЕРГОМОНТАЖПРОЕКТ, ВНИПТЭНЕРГОПРОМ, ВГНИПИИ ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ. Утверждены протоколом №35 от 30.09.88, Минэнерго СССР. Введены в действие ВНИПИЭнергопром с 01.07.90 приказом от 16.04.90 №71. Прилагаются к протоколу №14 от 05.02.10.(113 стр.).
Дополнительные конструктивные решения Испытательного Центра ООИ «СейсмоФОНД» к серии 5.903-13, выпуск 4 ВНИПИЭнергопром по поз номер 6 для сейсмоопасных районов - граффито асбестовая набивка остается. По номер 7 позиция меняется, вместо резинового шнура по ГОСТ 6467-79 диаметром 28 выдерживающих давление только 0,5 МПа , для сейсмоопасных районов с сейсмичность более 9 баллов, прокладывается катанные свинцовые круглые или квадратные кольца, в три ряда ГОСТ 9559-89 и ГОСТ 3778-98, квадратного сечении 28 мм Х 28 мм, круглого или квадратного сечения тоже диаметром 28 мм Свинцовее три кольца ( для 7 бальных районом, достаточно установить одно свинцовое кольцо ) укладываются между асбестовыми кольцами. Перед установкой асбестовых колец в сальниковую камеру их рекомендуется нагреть в машинном масле с графитом до температуры ( 40-50 ) градусов С . Стыковочные концы свинцовых колец обязательно рекомендуется срезать под углом 30 градусов и запаять в нахлест во время установки и сборки ставшего со свинцовыми кольцами поворотным до 2 градусов и подвижным компенсатора. Для повышения поворотных перемещений и для поглощения сейсмической энергии вместо поз 5 болта устанавливается толстая свинцовая шайба толщиной, для сейсмоопасных районов 10 мм, ( для 7 бальных районов толщиной - высотой 7 мм ). Свинцовая шайба привинчивается с усилием ( силой каждая !!! – затягивать специальным гаечным ключом регулирующим и контролирующим усилие натяжения оцинкованного высокопрочного болта ) 200 кг оцинкованными двумя гайками М 24 ГОСТ 5915-70. Болтовые отверстия , в местах крепления толстой свинцовой шайбы просверливаются на 4 мм больше, а вокруг болта и на основание двух гаек наносится и напыляется графитовая смазка ( пыль ) для повышения скольжения гаек с графитовым напылением и создания фракционности в болтовом подвижном соединении, для дополнительно поглощения сейсмической энергии. Вместо позиции номе 9 – пружина, ОСТ 108ю76401-80 , рекомендуется установить 9 шайб оцинкованных пружинных ( гровер ) по ГОСТ 6402-70 для районов с сейсмичностью боле 9 баллов. Для районов с сейсмичность до 7 баллов, рекомендуется установит 7 пружинных оцинкованных шайб ( гровер ) ГОСТ 6402-70. Граффито –асбестовая набивка в весовом соотношении асбест, графит и минерального масла составляет 1: 1:0,2. Остальные технические требования в проекте выполнены по ТУ34-42-10187-81 и по авторскому свидетельству № 96628.
Рис. 10. Заглавный лист рабочих чертежей серии 4.903-10 «Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей» выпуск 5 (опоры трубопроводов подвижные : скользящие , катковые, шариковые). Разработаны ЛФ ЭНРЕРГОМОНТАЖПРОЕКТ. Утверждены и введены в действие с 01.10.72 приказом №58 от 17.08.72 Главпромстройпроекта Госстроя СССР от 17.08.72.
Рис. 11. Заглавный лист рабочих чертежей серии 4.903-10 «Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей» выпуск 5 (опоры трубопроводов подвижные : скользящие , катковые, шариковые). Разработаны ЛФ ЭНРЕРГОМОНТАЖПРОЕКТ. Утверждены и введены в действие с 01.10.72 приказом №58 от 17.08.72 Главпромстройпроекта Госстроя СССР от 17.08.72.
Рис. 12. Заглавный лист рабочих чертежей серии 4.903-10 «Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей» выпуск 5 (опоры трубопроводов подвижные : скользящие , катковые, шариковые). Разработаны ЛФ ЭНРЕРГОМОНТАЖПРОЕКТ. Утверждены и введены в действие с 01.10.72 приказом №58 от 17.08.72 Главпромстройпроекта Госстроя СССР от 17.08.72.
Рис. 13. Конструктивное решение подводки трубопроводов установленных на скользящих и шарнирных (катковых) опорах с температурным компенсатором по изобретению № 2275542 F16L 512/04.
Рис. 14. Конструктивное решение болтового соединения бандажа с податливыми свинцовыми шайбами lkz КНС согласно изобртения US 2008 /0092459 ( Apll. # 20060585062 Seismic energy damping system ( сейсмическая энергия демпферов энергии ) INt Cl E 04 H 9/02.
Рис. 15. Конструктивное решение болтового соединения с помощью стопорных шайб по ГОСТ 10463-81 со звездочкой с наружными зубьями или промежуточной тонкой свинцовой шайбой для создания подвижности и податливости узлового соединения во время землетрясения и поглощения сейсмической и взрывной энергии для надежности работы КНС с использованием изобретения US 2008 /0092459 США.
Рис. 16. Конструктивное решение свинцовой шайбы к высокопрочным болтам, согласно ГОСТ 52646-2006 для создания подвижности и податливости в узловом соединении во время землетрясения для поглощение сейсмической энергии и для надежности работы КНС.
Методика и условия проведения испытаний фрагментов и узлов пространственных моделей КНС по ТУ 3631-001-59325387-2004.
1. Категория грунта-III ( Краснодарский край, Российская Федерация сейсмоопасные района ) 2. Ветровой район - V. Расчетное значение ветрового давления Wg=1,00 kПа (100 кгс/м2) (Wo = 0.7 кПа, при Се= -2), скорость ветра 5 м/с, (значение снегового покрова принять для района 1, с расчетным значением веса снегового покрова Sg =0,35 кПа). 3. Направления сейсмических сдвигов к модели - угол / Х - 0 или 90 градусов. (по всем трем направлениям ) 4. Тип местности – B 5. Этажи – под землей 6. Количество форм колебаний – 5 ( максимальное) 7. Сейсмичность площадки более 9 баллов 8. Мощность слоя, более 20 метров. 9. Расстояние между поверхностью земли и минимальной аппликатой расчетной схемы под землей КНС 10. Выборочные позиции по таб.СНиП 11-7-81 К1=1, К2=1, К3-1, Кpsi=1 11. Поправочный коэффициент для сейсмических сил = 1.00 12. Частота собственных колебаний f = 0,5 до 3.0 Гц 13. Коэффициент динамичности для стальных конструкций b = 0,15 14. Круговая частота внешнего воздействия = 0
Средства измерений, используемые при вибрационных испытаниях динамических моделей использовались пространственные динамические модели для измерения испытаний в программах STAAD.Pro ( www.csoft.ru ), Ing+2006.4 ( www.tech-soft.ru ), SCAD, 7.3 R5 и 11.1 (http://www.scadgroup.com, STARK ES 4 X 4 (http://www.eurosoft.ru) , ЛИРА 9.4 (http://www.lira.kiev.ua, http://www.rflira.ru) и ANSYS 5.0 PLAXIS испытывалась устойчивость и измерялась динамическая нагрузка на КНС при сейсмических воздействиях на испытуемую модель 9 баллов по MSK-64 лабораторией прочности и математического моделирования Испытательным Центром «СейсмоФОНД» (общественной организацией инженеров) совместно с ЗАО "Магнезит", ЗАО "Ленстройтрест № 5", ОАО СПб ЗНИиПИ.
Для вибрационных испытаний, динамических узлов и фрагментов использовался программный комплекс STAAD.Pro, Ing+2006.4, STARK ES 4 X 4 ANSYS для модельных испытаний математических моделей, в том числе испытаний фрагментов и узлов на динамическую ( сейсмическую) нагрузку динамических математических моделей КНС.
Программный комплекс STAAD.Pro, Ing+2006.4, STARK ES 4 X 4 имеет сертификат соответствия № РОСС US.СП15.Н00073 ГОСТАНДАРТА РОССИИ и соответствует требованиям нормативных документов : СНиП 2.01.07-85, СНиП 11-23-81, СНиП 52-01-2003, СП 52-101-2003
Схема проведения лабораторных испытаний фрагментов и узлов динамических пространственных моделей КНС.
Испытания проводились в лаборатории прочности и математического моделирования ООИ «СейсмоФОНД» расположенный по адресу: 196158, Санкт-Петербург, Московское шоссе, д.212, к.2а, на сейсмическую нагрузку для района строительства с сейсмичностью 9 баллов по СНКК 22-301-200 (карта В) для средних грунтовых условий и степеней сейсмической опасности А (10%) и В (5%) по следующей схеме.
Рис. 17. Традиционная расчетная схема КНС . Расчетная схема без сейсмоизолирующего скользящего пояса с жестким защемлением и закреплением КНС в увлаженном грунте.
Рис. 18. Расчетная схема линейной динамический модели КНС с сейсмоизолирующим скользящим поясом состоящим из устроенной на дне прослойки ( прокладки ) из «плавающего» полипропилена толщиной 15 мм ( пенотерма) между сейсмоизолирующими пеностеклянными плитами толщиной 10 см. Подвижность при землетрясении самой КНС обеспечивается за счет опоясавших по периметру утилизированных автопроукрышек по всей высоте КНС заполненных на 80 процентов керамзитом и соединенных болтовыми соединениями по изобретению № 2044845, 2282693 или изоляция с грунтов выполенвы из уложенным в два ряда пеностеклянных плит толщиной 20 см с устройством «плавающее» прослойки из вспененного полипропилена ( пенотерма) толщиной 1 см на всую высоту 6 метров КНС с устройством пластового дренажа вокруг КНС.
Рис. 21. Типовой каталожный лист дном КНС с сейсмоизолирующим скользящим поясом и демпфирующими прослойкой из «плавающего» вспененного полипропилена (пенотерма) толщиной для днища 1,5 см и вокруг КНС по высоте 1 см поэтажными поясами с фрикционной прослойкой из пеностекла. Поставщик проектной типовой продукции: Государственное предприятие Центр проектной продукции массового применения -ГП ЦПП , 127238, Москва, Дмитровское шоссе , д. 46, корпус 2.
Рис. 23. Конструктивное решение демпфирующей прослойки дна КНС по изобретению № 1760020 автор , аспирант СПб ЗНИиПИ Коваленко А И и др. E 02 D 27/34.
Рис. 25. Типовое конструктивное решение по устройству прослойки дна КНС из сейсмоизолирующего скользящего пояса с использованием кинематической фигурной кладки из цельного прочного плитняка или обожженного кирпича на глиняном растворе армированном базальтовым волокномили стекловолокном для КНС.
Рис. 30. Типовой узел соединения автопокрышек для устройства сейсмоизолирующего скользящего пояса вокруг КНС. Автопокрышки устанавливаются на высоту 6 м, по всему периметру КНС и образуют демпфирующий слой. При этом автопокрышки заполняются на 80% сухим крупнозернистым песком или керамзитом средней фракции. Для грунтов повышенной влажности используют демпфирующий слой из пеностеклянных плит . 4- автопокрышки , 6- болт, 7,8- гайка со свинцовой шайбой по изобретению №№ 2250308, 2044845, 2282693.
Рис. 34. Типовое конструктивное решение по устройству песчаной сейсмоизоляции с пластовым дренажем для КНС.
Описание испытания фрагментов и узлов КНС.
1. Первоначально принимается расчетная схема узлов и фрагментов модели КНС . 2. По результатам динамических испытаний определяются собственные частоты и эпюры основных форм колебаний моделей узлов и фрагментов КНС. Для зданий "гибких конструктивных схем" в расчетах по динамической модели в виде консоли необходимо использовать не менее трех форм колебаний. 3. Далее определяются
периоды собственных колебаний Тi
=1/wi; 5. По полученной форме деформаций (перемещений) в соответствии с формулой (6) определяется коэффициент в точке А , при собственных колебаниях по i-му тону; 6. Зная фактические значения коэффициентов по формуле (1) из СНиП П-7-81 определяется сейсмическая сила в выбранном направлении, приложенная к точке А, в которой сосредоточена масса Q : 7. После определения горизонтальных сейсмических нагрузок дальнейшие расчеты ведутся в предположении статического действия сейсмических сил требуемой расчетной интенсивности до разрушения конструкций; 8. Для статического
расчета может, использоваться модель,
отличная от принятой динамической
модели. При этом допустимы только те
упрощения, которые позволяют получать
результаты, идущие в "запас
прочности" конструкции.
При проводимых вибрационных испытаниях прочности определялись и измерялись:
- Линейные и нелинейные характеристики. - Динамические испытания (гармоническая и случайная вибрация взрывной волны ). - Испытание и подтверждение сейсмостойкости и вибростойкости КНС. - Производилось определение собственных частот и форм колебаний КНС. - Нелинейные задачи устойчивости КНС. - Анализ кинематики механизмов КНС. - Экспериментальное определение модельных свойств конструкции КНС. - Измерение и поиск источников вибраций, ветра и ударных взрывных нагрузок. - Одно- и многокомпонентные измерения сил и моментов в реальном времени. - Многоканальная запись и математическая обработка результатов измерений и лабораторных испытаний.
Порядок и алгоритм динамических испытаний фрагментов и узлов пространственной модели КНС линейно –спектральным методом на сейсмические и ветровые воздействия.
При проведении расчетов и измерений применено программное и аппаратное обеспечение ведущих производителей STAAD.Pro, STARK ES 4 X 4, Ing+2006.4, SCAD, ANSYS www.eurosoft.ru www.scadgroup.com www.rflira.ru www.plaxis.ru www.tech-soft.ru http://www.csoft.ru/ http://www.optbeton.ru/ www.softservice-kmv.ru.
Методика проведения вибрационных динамических испытаний и измерений моделей КНС.
С использованием предложенного расчетно-экспериментального метода получены результаты расчета вибраций КНС на заданное максимальное расчетное землетрясение, которые позволяют сделать выводы о сейсмостойкости КНС по ТУ3631-001-59325387-2004. Для достоверного определения свойств несущей конструкции КНС были проведены динамические и вибрационные испытания основных элементов КНС. В частности определялись собственные частоты для несущих узлов и фрагментов КНС.Испытания выполнены в программном комплексе STAAD.Pro, STARK ES 2006, SCAD, c использованием твердотельных конечных элементов.
Результаты испытания.
Результаты проведенных вибрационных лабораторных испытаний были использованы при составлении конечно-элементной модели. Модель испытуемой КНС из балочных (beam), объемных конструкций (Tetra10), металлических узлов и фрагментов конечных элементов. Результаты испытаний собственных частот КНС каждого узла и фрагмента отдельно показали достаточную несущую способность к сейсмическим нагрузкам до 9 баллов и более по шкале МSК-64. Результаты испытаний хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными при проведении испытаний на определение амплитудно-частотной характеристики с использованием стопорных или свинцовых шайб для поглощения сейсмической энергии. Внешнее воздействие параметра расчетного землетрясения задается кинематическим воздействием в виде спектра реакций. Испытания были выполнены с расчетом максимальных ускорений по высоте КНС по линейно-спектральной теории. Для определения ускорений использовалась модуль расчета широкополосной вибрации SOL 103 программного комплекса STAAD.Pro, STARK ES, SCAD, Ing+2006.4. Параметр структурного демпфирования по рекомендации МЭК 60980 был принят 7%. Полученные в результате испытания значения максимальных ускорений в различных точках по высоте КНС показали достаточную сейсмостойкость КНС. На базе конечно-элементной модели был выполнен динамический расчет и вибрационные испытания для случая кинематического возбуждения основания по заданной временной функции. В качестве таких функций использовались сгенерированные по спектрам реакций акселерограммы воздействий. Полученная в результате лабораторных испытаний зависимость ускорений в верхней точке показала нормативные и допускаемые отклонения в условиях расчетно -допустимой податливости узла. Ключевым моментом является сравнение фактических перегрузок в процессе испытаний и расчетных значений перегрузок. Оба применяемых метода расчета (линейно-спектральный и расчет по заданным акселерограммам) дают близкие результаты по уровням максимальных ускорений. Расчетное ускорение в верхней точке КНС на сейсмоизолирущем скользящем поясе по направлению Х удовлетворительное Испытания проводились, так же с учетом работы сейсмоизолирующего скользящего пояса, путем задания корреляционной функции стационарного случайного процесса d2X(t)/dt2 характеризующего наиболее вероятную акселерограмму. Дисперсия горизонтальной реакции, приложенной к нижнему поясу верхнего строения определяется следующим выражением: Фактически приведенное выражение определят квадрат предельного значения суммарной горизонтальной нагрузки приложенной к верху КНС, считая его не защемленным в опорной части стен. По сути дела это квадрат максимального значения горизонтальной опорной реакции возникшей в результате сейсмического воздействия на КНС, с учетом поглощающего эффекта от применения защитного сейсмоизорирующего и сейсмоамортизирующего пояса. Величина К является коэффициентом суммарной жесткости фрикционных элементов.
Рис. 44. Сравнительные данные таблицы 8 и спектры отклика показанные выше, показывают , что конструкция КНС позволяет «отстроится» от резонансных частот F больше или равно 3,8 Гц.
Заключение: В результате проведенных вибрационных испытаний на программных комплексах STAAD.Pro, STARK ES, Ing + 2006.4, SCAD, ANSYS 5.0 узлов и фрагментов КНС( ДИНАМИКА ) , можно сделать выводы о допустимости величинных перегрузок, следовательно, о возможности использования КНС для населенных пунктов и промышленных объектов для районов с сейсмичностью до 9 баллов включительно по шкале МSК -64.
В результате вибрационных лабораторных испытаний узлов и фрагментов пространственной модели КНС подтверждены следующие преимущества сейсмоизолирующей подушки из пеностекла для водонасыщенного грунта или из песчаногравийного изолятора : - независимость от направления сейсмического воздействии благодаря податливости пеностеклянной обоймы вокруг КНС или песчаногравийных амортизаторов. - возможность фиксировать максимальное значение сейсмической нагрузки и равномерно распределять и поглощать сейсмическую энергию на КНС за счет прослойки из пеностекла и вспененного полипропилена ( пенотерма) между верхним и нижним дном КНС. - колебания при сейсмоизоляции в фрикционных соединениях с такими линейными характеристиками являются заведомо устойчивыми, т.к. ударные нагрузки поглощаются песчаной подушкой с пластовым дренажом и пеностеклянной прослойкой , а также свинцовыми толстыми шайбами, что не позволяет разрушить КНС при землетрясении боле 9 баллов. - боковые нагрузки (горизонтальные) поглощаются пеностеклянной обоймой и сейсмоамортизаторами из пенотерма, повышенной пористости для районов с водонасыщенными грунтами . Для сейсмоопасных районов ,где отсутствуют грунтовые воды можно использовать в качестве боковых амортизаторов автопокрышки, заполненные песком или гравием на 80%. - после землетрясения и незначительных перемещений, необходимо будет только снять смятые свинцовые шайбы и заменить их на новые свинцовые шайбы замерив обязательно величину смятия для определения усилий от сейсмических воздействий, для изготовления новых свинцовых шайб и определения натяжения в болтовых соединений для обеспечения бесперебойной работы КНС во время сейсмических нагрузок и вибрационных колебаний.
тел. 89117626150 тел 89118149375 факс 3487810 www.lenzniiep.spb.ru lenzniiepspbru@rambler.ru
Рекомендации по повышению сейсмостойкости КНС для водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов для районов с сейсмичностью до 9 баллов включительно по шкале МSК -64 являются необязательными для исполнения, ( например: использование резьбовых соединений с шайбами из свинца по изобретению № № 2208098, 2340751, US 2008/0092459 ( Appl. No 20060585062 «Sesmic energy damping system» - сейсмическая система демпфирования энергии, Int. CL. E04H9/02 для повышения сейсмостойкости узлов соединения в узлах здания ).
В местах подвода коммуникаций в КНС установить гибкие, гофрированные или петлеобразные связи из пластика, стекловолокна, для исключения разрыва коммуникаций: кабелей, водопровода, а также чтобы конструкция имела , подвижность связи и возможность допустимых перемещений при землетрясении до 5-7 см, т.е для бесперебойной работы во время землетрясения , согласно выпуска 0-1 «Фундаменты сейсмостойкие с использованием сейсмоизолирующего скользящего пояса для строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов», Фундаменты для существующих зданий .материалы для проектирования стр. 18 ( прилагается к протоколу лабораторных испытаний ) . Приложение к протоколу испытаний : описание изобретений №№ 1760020, 2034123; 2070266, 2184189, 2250308; 2187598, AU199917324 / 710541; и рабочие чертежи: «Фундаменты сейсмостойкие с использованием сейсмоизолирующего скользящего пояса для строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов». Выпуск 0-2 «Фундаменты для вновь строящихся зданий. Материалы для проектирования» ШИФР 1010-2с.94.
Для препятствия
распространения волновой энергии
сейсмических колебаний от грунта на КНС рекомендовать использовать
принцип сейсмоизоляции за счет
демпфирования ( микроросдвига,
проскальзывания ) в узлах, для увеличения диссипации энергии, что
приведет к
ограничению амплитуд смещения (
скоростей, ускорений) колебаний и
сокращению продолжительности интенсивных колебаний согласно
изобретений №№ 2081246 E02 D 27 /34, опубликовано в
бюллетене изобретений от 10.06.1997, 1701875 Е 04 H
9/02, опубликовано
в бюллетене № 48 от 30.12.91 Для дополнительного информирования о возможном приближении землетрясения и обработки сейсмической информации рекомендовано, по желанию заказчика, установить на КНС сейсморегистрирующую аппаратуру, сейсмическую станцию «Синус»: 620016 г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 100, оф. 307. Сенин Лев Николаевич (343)2679567, 2679087, selenik@rambler.ru http://selenik5.nm.ru http://selenik.nm.ru http://www.selenik5.nm.ru/ и с использованием, ниже перечисленных изобретений : US 2007/0078603 , Appl.No.US 20050241643, Int.Cl. G01V1/28, «Method of seismo electromagnetic detecting of hydrocarbon deposits» Описание изобретений и патентов №№ 1760020, 2034123; 2070266, 2184189, 2250308; 2187598, AU199917324 / 710541, 2132919, 2221112, 2334853.
Прилагаемые конструктивные решения к протоколу вибрационных динамических испытаний № 15 от 06 февраля 2010 не являются обязательными для исполнения КНС в сейсмоопасной зоне, и носят только рекомендательный характер и не являются обязательными для исполнения в сейсмоопасных зонах.
Руководитель лаборатории прочности и математического моделирования при Испытательном Центре ООИ «СейсмоФОНД», профессор СПб ГУ, ранее ЛГУ имени Жданова, доктор физико –математических наук Малафееев О А , Аспират ОАО СПб ЗНИиПИ, ранее ЛенЗНИиЭП, ГИП А.И.Коваленко тел 89118149375 Во время лабораторных испытаний математических моделей проводились консультации с преподавателями СПб ГУ, СПб ГАСУ, ПГУПС: проф. дфмн Малафеев О. А, проф. Темнов В Г и другие преподавателями СПб ГАСУ, ранее ЛИСИ, Начальник лаборатории ООИ «СейсмрФОНД» Егорова О.А Инж. –конст. ЗАО «Магнезит», Коваленко А.И. КОНСУЛЬТАНТ: Зав. каф. математ. моделир. СПб ГУ доктор физмат, наук проф. .Малафеев О.А. Инженер - конструктор СОКЗ Пур Л.А. Консультант д т н проф Карлов кафедра инженерной геологии, механики грунтов и фундаментостроения СПб ГАСУ , ранее ЛИСИ тел. 89117626150 тел. 89218718396 тел 89118149375 факс 3487810 www.lenzniiep.spb.ru lenzniiepspbru@rambler.ru |
|||
Вернуться в начало документа. Загрузить документ одним файлом в формате pdf. Просмотреть: 1. Экспериментально расчетно лабораторный метод оценки сейсмостойкости сооружений на примере канализационная насосная станция c использованием систем демпфирования фрикционности сейсмоизоляции для поглощения сейсмической энергии СДеПСЭ. Подробнее 3. Приложение заявлению список или перечень копий дополнительных документов согласно Закон о ветеранах от 12 января 1995 №5 ФЗ освобождающие от уплаты государственной пошлины в связи с Законом об льготах по уплате государственной пошлины и льгот предоставляемых гражданам и общественным организациям инвалидов. Подробнее Перейти на стартовую страницу. Контакты. |
|||