Протокол 17 от 06 IV 2010 вибрационных лабораторных испытаний узлов и фрагментов соединений пространственной динамической модели «сэндвич» - панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и стыковых узлов соединения панелей с колонными каркаса ЛАЭС -2 повышенной сейсмостойкости по шкале MSK 64 для сейсмоопасных районов РФ
|
Аттестат испытательной (аналитической) лаборатории № SP 01.01.076.047. Действительно до 10 апреля 2010 Свидетельство
о поверке № 0077340, действительно до
10 апреля 2010 года, № SP01.01.86.137 Испытательная лаборатория
ГОСТ Р 51000.4, действителен до 11 июля 2011. Центр испытаний и сертификации - С.-Петербург, ( ФГУ «ТЕСТ-С.-ПЕТЕРБУРГ ) |
Лицензия Е 051576
№ ГС -2-781-02-26-0-7825004672-024970-2 от 3 апреля 2008. Срок действия лицензии
до 3 апреля 2013. Лицензия Д
790073 № ГС-2-781-02-26-0-7826675095-012493-1 от 13
февраля 2006. Срок действия лицензии
до 13 февраля 2011. Лицензия Д 763437
№ ГС -2-781-02-26-0-7813172376-014662-1 от 24 июля 2006. Срок действия до 24 июля |
Лицензия
690073 № ГС
-2-781-02-26-0-7826675095-012493-1 от
13 февраля 2006 Срок действия
лицензии до 13 февраля 2011 Государственный квалификационный сертификат № 3467,
лицензия ПЛО № 812001928, сертификат соответствия ROCC RU.СП 15.Н00240 программного комплекса Ing+ Microfe, СТАТИКА, ViCADo, срок действия с 10.06.09 по 09.06. 2011 |
194017, СПб, Дрезденская ул 16а , испытательная лаборатория факс 812 348-7810
«Утверждаю»
Руководитель Испытательного Центра
Коваленко А.И
Протокол
в 2 –х экземплярах. Номер
регистрационный протокола 17
СФ - 2010 Дата проведения испытаний с 25
го марта 2010 по 06 апреля 2010 года. Адрес проведения вибрационных
испытаний: 196158, Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 212. к. 2а
Протокол № 17
от 06 апреля 2010 года
вибрационных лабораторных
испытаний узлов и фрагментов пространственны динамических моделей « сэндвич» - панелей производства
ОАО «Термостепс -МТЛ « и узлов
соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ
Выписка из НОРМ ПРОЕКТИОРОВАНИЯ СЕЙСМОСТОЙКИХ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ повышающая требования к сейсмостойкости «сендвичевых» панелей, используемых в качестве ограждающих конструкций при строительстве второй очереди Сосновоборской атомной электростанции ЛАЭС – 2
Пункт 2.8 Элементы АС должны проектироваться таким образом, чтобы отказ элементов низшей категории сейсмостойкости не приводил к отказу в работе или разрушению элементов более высокой категории сейсмостойкости.
2.9. Элементы АС I категории сейсмостойкости должны:
▪ сохранять способность выполнять функции, связанные с обеспечением безопасности АС, во время и после прохождения землетрясения интенсивностью до МРЗ включительно;
▪ сохранять работоспособность при землетрясении интенсивностью до ПЗ включительно и после его прохождения.
2.10. Элементы АС II категории сейсмостойкости должны сохранять работоспособность после прохождения землетрясения интенсивностью до ПЗ включительно.
2.11. В проекте АС должна быть предусмотрена проверка работоспособности элементов АС I и II категорий сейсмостойкости и технические меры по восстановлению их сейсмостойкости после прохождения землетрясений интенсивностью ПЗ.
2.12. Проектирование элементов АС III категории сейсмостойкости следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами, требования которых распространяются на гражданские и промышленные объекты.
Заявитель
на проведение вибрационных лабораторных
испытаний узлов и фрагментов динамических пространственных моделей
«сэндвич» -панелей на сейсмостойкость по шкале MSK-
64 ОАО «Термостепс- МТЛ», 443004, Самара, ул Заводская дом 5
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:
1. Краткая характеристика испытуемой ПАНЕЛИ СТЕНОВЫЕ И КРОВЕЛЬНЫЕ БЕСКАРКАСНЫЕ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТУ 5284-013-01395087-2001
2.Список нормативных документов на основании которых проводились вибрационные испытания
3. Конструктивные решения испытуемых узлов и фрагментов испытуемых моделей ( узла , фрагмента ) панелей стеновых и кровельные бескаркасные по ТУ 5284-013-01395087 -2001
4 Условия проведения вибрационных испытаний пространственных динамических моделей
5. Описание лабораторных вибрационных испытаний динамических моделей стр 41
6. Оборудование и измерение при проведении лабораторных испытаний узлов и фрагментов динамических моделей 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 стр
8. Рекомендации по повышению сейсмостойкости стыкового соединения сэндвич –панелей стр. 54
9 . Прилагаемые конструктивные решения к протоколу вибрационных испытаний динамических моделей № 17 от 06 апреля 2010 не являются обязательными для исполнения при монтаже стеновых и кровельных бескаркасных панелей по ТУ 5284-013-01395087-2001 в сейсмоопасной зоне и носят только рекомендательный характер и не являются обязательными для исполнения
Список нормативных документов на основании которых проводились вибрационные испытания узлов и фрагментов динамической пространственной модели ПАНЕЛИ СТЕНОВЫЕ И КРОВЕЛЬНЫЕ БЕСКАРКАСНЫЕ.ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТУ 5284-013-01395087-2001
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,
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 «сэндвич» панели ПАНЕЛИ СТЕНОВЫЕ И КРОВЕЛЬНЫЕ БЕСКАРКАСНЫЕ.ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТУ 5284-013-01395087-2001 Технические условия разработаны в развитии ГОСТ 21562.
По конструкции панели относятся к типу «Сэндвич» состоящие из двух металлических профилированных листов (обшивок) и среднего слоя утеплителя с поперечно-ориентированным направлением по отношению к плоскости обшивки.
В качестве утеплителя применяются плиты минераловатные на основе тонкого волокна, изготовленного из горных пород базальтовых групп (в дальнейшем именуемый – утеплитель базальтовый).
Панели в зависимости от назначения и материала утеплителя подразделяются на марки:
ПКБ – панель кровельная с базальтовым утеплителем;
ПСБ – панель стеновая с базальтовым утеплителем.
Примеры условного обозначения при заказе панелей:
- панель кровельная с базальтовым утеплителем и профилированными листами из стального оцинкованного проката с защитным покрытием (без обозначения) длиной 3000мм, шириной 1000мм и толщиной 120мм
ПКБ – 3000х1000х120 ТУ5284-013-01395087-2001
- панель стеновая с базальтовым утеплителем и профилированными листами из стального оцинкованного проката с защитным покрытием (без обозначения) длиной 3000мм, шириной 1000мм, толщиной 100мм
ПСБ – 3000х1000х100 ТУ5284-013-01395087-2001
Обязательные требования к продукции, направленные на обеспечение ее безопасности для жизни, здоровья и имущества населения и охране окружающей среды, изложены в разделе 3.
Панель стеновая марки ПСБ
|
Наименование параметра |
Номинальный размер «сэндвичевой» панели |
Предельные отклонения |
|
Длина |
До 8000
|
± 4,0 |
|
Св. 8000 до 14000 |
±6,0 |
|
|
Ширина |
750, 1000 |
±3,0 |
Толщина
|
50 |
-2,0 |
|
80 |
+3,0 |
|
|
100,120,150,200 |
-3,0 |
Разрушающая нагрузка при поперечном изгибе образцов, вырезанных из панелей, не должна быть менее величин, приведенных в таблице
Толщина
панелей, Н, мм
|
50 |
80 |
100 |
120 |
150 |
200 |
|
Разрушающая нагрузка, кгс, |
|
|
|
|
|
|
|
стеновые (ПСБ) |
450 |
540 |
600 |
670 |
710 |
740 |
|
кровельные (ПКБ) |
- |
850 |
950 |
1090 |
1180 |
1190 |
|
Примечание. Разрушающая нагрузка приведена для
образцов длиной |
||||||
Сэндвичевые панели устанавливаются на пеностестеклянную
прослойку толщиной
В качестве демпфирующей прослойки поглощающей взрывную и сейсмическую энергию
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
Материалы
применяемые для создания фрикционного слоя, прослойки, прокладки для
поглощения сейсмической и
взрывной энергии.
Рис.1. Испытание на сейсмостойкость узлов, конструкций, фрагментов «сэндвич панелей» производится прямо на монтажной площадке строительство второй очереди Сосновоборской атомной электростанции методом динамических догружений , импульсного, динамического, механического опубликовано в изобретениях : №№ 2380672, 2191363, 2011177, 2073838, 2111471, 2043616, 2133020, 2191363, 2249808 G 01M19/00 дополняющих систему демпфирования и поглощения сейсмической энергии СДеПСЭ ИЦ ООИ «СейсмоФОНД» Разработчик испытания здания импульсным методом, динамическим, механическим - инж. Коваленко А.И ( Чертежи, где описано испытания на сейсмолстокость методом перемещения, можно приобрести в государственном предприятии – Центр проектной продукции массового применения ( ГП ЦПП ) : 127238, Москва, Дмитровское шоссе , 46, корпус 2, Шифр 1010-2с.94 , выпуск 0-1, 0-2 )
Рис.2. Испытание на отрыв панели от несущих контсркуций колонн при воздействии взрывной волны в в соотвтетсвии с требованиями СНиПа методом перемещения в горизонтальном положении ( например : отрыва «сэндвичевой» панели от колонны с помощью двух домкратов и c использованием элементов системы демпфирования и поглощения сейсмической энергии ИЦ ООИ «СейсмоФОНД» Разработчик испытания узлов и фрагментов стыкового соединения «сендвич» -панели на строительной площадке методом горизонтального перемещения или частичного сдвига - изобретатель Коваленко А.И и др. ( Чертежи где описаны испытания на сейсмостойкость методом перемещения, можно приобрести в государственном предприятии – Центр проектной продукции массового применения ( ГП ЦПП ) : 127238, Москва, Дмитровское шоссе , 46, корпус 2, Шифр 1010-2с.94 , выпуск 0-1, 0-2 )
Рис 3.
Конструктивное решение болтового соединения бандажа с податливыми
свинцовыми шайбами согласно изобретения US 2008 /0092459 ( Apll. # 20060585062 Seismic energy damping system ( сейсмическая
энергия демпферов энергии ) INt Cl E 04 H 9/02
Рис. 4. 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 модели «сэндвич» панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов повышенной сейсмостойкости по шкале MSK 64 для сейсмоопасных районов РФ с использованием изобретения US 2008 /0092459 США
Рис. 5. 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 модели «сэндвич» панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов повышенной сейсмостойкости по шкале MSK 64 для сейсмоопасных районов РФ. Конструктивное решение крепления «сэндвичевых» панелей на болтовом разрушающемся соединении с податливыми свинцовыми шайбами согласно изобретения US 2008 /0092459 ( Apll. # 20060585062 Seismic energy damping system ( сейсмическая энергия демпферов энергии ) INt Cl E 04 H 9/02
Методика и условия проведения испытаний фрагментов и узлов пространственных моделей «сэндвичевых» панелей по ТУ 3631-001-59325387-2004.
1 Категория грунта-III ( Ленинградская область, г.Сосновы Бор, ЛАЭС - 2 и др сейсмоопасные районы РФ )
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 – 2- 3 этажное, производственной помещение Сосновоборской атомной электростанции, 2-я очердь, Ленинградская область
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 ( высота под землей )
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
15 . Старые акселерограммы
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 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 «СОКЗ», 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 моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
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 «сэндвичевых» панелей»
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. 6. Традиционная расчетная схема . Расчетная схема без сейсмоизолирующего скользящего пояса с жестким защемлением и закреплением модели «сэндвич» панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов повышенной сейсмостойкости по шкале MSK 64 для сейсмоопасных районов РФ .
Рис .7.
Условная расчетная схема линейной
динамический модели «сэндвич» панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и
узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ. «Сэндвич«
панели крепятся болтовыми соединениями по изобретению № 2044845,
2282693, а сами панели устанавливаются на фрикционный слой в два ряда пеностеклянных плит толщиной
Рис. 8. Конструктивное решение болтового соединения со свинцовой шайбой с перевернутым
стаканом для регулирования податливости
болтового соединения с
шайбой в виде свинцового стакана
для крепления «сэндвичевых»
панелей к железобетонным или металлическим
конструкциям . Конструктивные решения и
рекомендации носят только рекомендательный характер и не являются
обязательными при реальном
проектировании и монтаже
«сэндвичевых « панелей» со свинцовым стаканом
или шайбой с перевернутым стаканом, 6 – стопорная шайба
или фрикционная смазка ( напыление
) из
графитового порошка. См
изобретение № 872711.
Типовое
конструктивное решение по устройству фрикционного
скользящего пояса для ЛАЭС-2 с фрикционной прослойкой из пеностекла на податливых, разрушающихся и изгибающихся болтовых соединениях ( см.
книгу: Боданов Ю.Ф «Фундаменты от А до
Я» - 112 стр., размещенная на сайте www.dwg.ru )
Рис. 9. Конструктивное решение используемое на Северном Кавказе при строительстве сторожевых башен по устройству фрикционных поясов с использованием кинематической фигурной кладки из цельного прочного плитняка или обожженного кирпича на глиняном растворе армированном базальтовым волокном или стекловолокном с сейсмоизолирующим скользящим поясом.
Рис 10 Конструктивное решение болтовых соединений со свинцовыми шайбами для создания повышенной податливости болтовых соединений состоящих из сдвоенных свинцовых шайб овальной и вогнутой конфигурации.
Рис 11
Конструктивное решение крепления «сэндвичевых» панелей к стенам производственного корпуса ЛАЭС , 2-ой очереди , 11-изогнутые
тонкие стальные пластины, 12- болт со
свинцовой шайбой.
Описание испытания фрагментов и узлов «сэндвичевых» панелей для строительства ЛАЭС -2
1.Первоначально принимается расчетная схема узлов и фрагментов модели крепления «сендвичевой « панели .
2.По результатам динамических испытаний
определяются собственные частоты и эпюры основных форм колебаний моделей узлов и фрагментов модели
«сэндвич» панелей производства
ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ. 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;
-
по формулам (3-5) СНиП П-7-81 («Строительство в сейсмических регионах»
/Госстрой СССР.- М: Стройиздат, 1982. - 48 с. в новой редакции ) с учетом
категории грунта и фактических значений периода определяются коэффициенты
динамичности для каждой формы колебаний модели
«сэндвич» панелей производства
ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ. 4.Численные значения форм колебаний -
Хi(xk), Xi(xj) в точках приведения массы определяют
либо в результате прямых динамических испытаний, либо теоретически - расчетом
по выбранной динамической модели;
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.
Порядок
проведения вибрационных испытаний фрагментов и узлов пространственных
модели «сэндвич» панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и
узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ
.
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 модели «сэндвич»
панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и
узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ.
Производилось определение собственных частот и форм
колебаний узла модели
«сэндвич» панелей производства
ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости по шкале
MSK
64 для сейсмоопасных районов РФ.
-Нелинейные задачи устойчивости узла
модели «сэндвич» панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и
узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости.
- Анализ кинематики механизмов узла модели «сэндвич»
панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и
узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости.
- Экспериментальное определение модельных свойств конструкции моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
- 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 узла модели
«сэндвич» панелей производства
ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости линейно –спектральным методом на
сейсмические и ветровые воздействия
Оборудование и измерение при
проведении вибрационных лабораторных
испытаниях фрагментов и узлов пространственных динамических узла модели
«сэндвич» панелей производства
ОАО «Термостепс – МТЛ» и узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости»
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 узла
модели «сэндвич»
панелей производства ОАО «Термостепс – МТЛ» и
узлов соединения конструктивных элементов
повышенной сейсмостойкости
При вибрационном испытании на сейсмостойкость предложен расчетно-экспериментальный графический метод подтверждения сейсмостойкости моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей, основанный на конечно-элементном представлении конструкции, проведении расчетов и использовании экспериментальных данных подтверждающий сейсмостойкость моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей для сейсмоопасных районов РФ. Проводилось три этапа. На первом этапе на основе анализа конструкторской документации и имеющейся базы данных по характеристикам основных конструктивных элементов (файлы AutoCAD и экспериментальные данные по динамическим свойствам: собственные частоты и параметры демпфирования) в конечно-элементном виде строится подробная математическая динамическая модель несущей конструкции ( точная расчетная схема с нагрузками ), которая адекватно отражает все геометрические, массовые и жесткостные параметры моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей для сейсмоопасных районов РФ. Затем проводятся испытания вибрационных полей во всех наиболее важных узловых точках конструкции при указанных в ТЗ параметрах землетрясения, которые задаются в виде обобщенных спектров реакций с разрушением или обрушением конструкций. Полученные результаты позволяют определить максимальные перегрузки для всех моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей. На заключительном этапе проводится сравнительный анализ расчетных и допустимых значений перегрузок для встроенной аппаратуры (допустимые значения перегрузок определяются по данным испытаний прототипов), который и позволяет сделать окончательный вывод о сейсмостойкости моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
С использованием предложенного расчетно-экспериментального метода получены результаты расчета вибраций моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей на заданное максимальное расчетное землетрясение, которые позволяют сделать выводы о сейсмостойкости моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
Для достоверного определения свойств несущей конструкции моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей были проведены динамические и вибрационные испытания основных элементов моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей. В частности определялись собственные частоты для несущих узлов и фрагментов .Испытания выполнены в программном комплексе STAAD.Pro, STARK ES 2006, SCAD, c использованием твердотельных конечных элементов.
Результаты испытания :
Испытания показали несколько меньшие значения
резонансных частот, что и следовало ожидать в связи с наличием
энергопоглощающей способности узлов соединения за счет свинцовой энергопоглощающей ударную нагрузку прослойки – шайбы толщиной
Результаты проведенных вибрационных лабораторных испытаний были использованы при
составлении конечно-элементной модели.
Модель испытуемой моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей С из балочных (beam), объемных
конструкций (Tetra10),
металлических узлов и фрагментов конечных элементов. Результаты испытаний собственных частот
моделей стыкового соединения
«сэндвичевых» -панелей 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 моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей 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 моделей стыкового
соединения «сэндвичевых» -панелей
показали достаточную
сейсмостойкость . моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей 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 на сейсмоизолирущем скользящем поясе по направлению Х удовлетворительное Испытания проводились так
же с учетом работы сейсмоизолирующего скользящего по моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
фрикционного 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 моделей
стыкового соединения «сэндвичевых»
-панелей , считая его не защемленным в
опорной части стен. По сути дела это
квадрат максимального значения
горизонтальной опорной реакции
возникшей в результате
сейсмического воздействия на моделей стыкового
соединения «сэндвичевых» -панелей производства ОАО «Термостепс –МТЛ», с учетом поглощающего
эффекта от применения защитного
сейсмоизорирующего и сейсмоамортизирующего
пояса. Величина К является коэффициентом суммарной жесткости фрикционных
элементов.
.
Рис 40. Циклограмма испытания
пространственной модели моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей с
деформационными связями, при особом сочетании нагрузок. Испытание выполнено в
программе SCAD OFFICE и ANSYS 5.0 ( ДИНАМИКА )
динамической модели на податливых болтовых соединениях со свинцовыми шайбами.
Рис. 12. График работы сейсмостойкой моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей и циклограммы при знакопеременном нагружении горизонтальной сейсмической нагрузкой .
Рис. 13.
Циклограмма деформаций
пространственной модели моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей с использованием деформационных связей, при особом сочетании нагрузок,
с поглощением сейсмической энергии за счет упругой деформации
предусмотренной в узлах соединения. Расчет
выполнен в программном SCAD OFFICE , ANSYS 5.0 ( ДИНАМИКА) с использованием пространственной
динамической модели .
Рис 14 График расчетного уровня допустимой пластической деформации для стали С 255
( показано выше ) и согласно нижней кривой для стали С 345 для моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
Рис 15. Сравнительные данные таблицы 8 и спектры отклика показанные выше, показывают , что конструкция моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей С позволяет «отстроится» от резонансных частот F больше или равно 3,8 Гц
Рис. 16. Приведена статистическая нагрузка внешнего воздействия на узле модели стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей в соответствии СНиП 11 -7-81*, со скользящим сейсмоизолирующем поясом. Частота колебаний определялась с по мощью ПК «MicroFe» и АNSYS 5.0 ( ДИНАМИКА )
Сравнительные данные частот колебаний вибрационных испытаний динамических пространственных моделей моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей
Рис 17. Таблица уровня эквивалентной статистической нагрузки при землетрясении для моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей в сейсмоизолирущей и сейсмоамортизирущей оболочке
Рис 19.
Графики амплитуды колебаний испытаний динамической пространственной модели моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей повышенной сейсмостойкости
Выводы : результаты проведенных испытаний
на программных комплексах STAAD.Pro, STARK ES, Ing + 2006.4, SCAD, LIRA, позволяют сделать вывод о
допустимости величинных перегрузок, следовательно, о возможности использования
«сэндвич –панели» для
промышленных и социальных объектов и для
районов с сейсмичностью до 9 баллов включительно по шкале МSК -64 с учетом требований проекта
СНиП СНГ «Строительство в сейсмических
районах», и с учетом
требований ПОСОБИЯ ПО
ПРОЕКТИРОВАНИЮ КАРКАСНЫХ ПРОМЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ К
СНиП II -7- 81 со звездочкой, разработанного: ЦЕНТРАЛЬНЫМ
НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ И
ПРОЕКТНЫМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИНСТИТУТОМ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, «ЦНИИПромзданий» ГОССТРОЯ СССР, и
ПОСОБИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КАРКАСНЫХ ПРОМЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В
СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ (К СНиП II-7-81), утверждено приказом ЦНИИ Промзданий
Госстроя СССР, от 28 февраля
Заключение: В результате проведенных
вибрационных испытаний на
программных комплексах STAAD.Pro, STARK ES, Ing + 2006.4, SCAD, ANSYS 5.0 узлов и фрагментов ( ДИ
моделей стыкового соединения
«сэндвичевых» -панелей (ДИНАМИКА
) , можно сделать выводы о допустимости
величинных перегрузок, следовательно, о возможности использования моделей стыкового соединения «сэндвичевых» -панелей 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 стыкового соединения
«сэндвич» - панелей подтверждены
следующие преимущества фрикционности из
пеностекла для ЛАЭС-2 :
- независимость от направления сейсмического
воздействии благодаря податливости пеностеклянной обоймы вокруг .
-возможность фиксировать максимальное значение
сейсмической нагрузки и равномерно
распределять и поглощать сейсмическую энергию за счет прослойки из пеностекла, на
которую устанавливается навесная подвижная
и легкосбрасываемая «сэндвичевая»
- панель
обернутая или находящаяся в оболочке из вспененного
полипропилена ( пенотерма) между
верхним и нижних рядов «сендвич» - панелей - при которых
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 «сэндвич» -панель при
землетрясении боле 9 баллов. Сама
конструкция «сэндвич» -панелей не
меняется. Заменяется только, слой
прослойки на который
устанавливается или крепится временно панель и вместо
пены под нижний слой панели прокладывается прослойка из пеностекла
и скользящего пенотерма , для повышения
фрикционности и демпфирования,
между рядами панелей, во время
землетрясения или взрыва, для эффективного поглощения сейсмической энергии
- 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 соединениях для обеспечения бесперебойной навестных «сэндвич « -панелей» во время взрыва или сейсмических нагрузок и вибрационных
колебаний
тел.
89117626150 тел 89118149375
факс 3487810 www.lenzniiep.spb.ru lenzniiepspbru@rambler.ru
Рекомендации по повышению сейсмостойкости ЛАЭС -2 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 на ЛАЭС-2, 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 ЛАЭС -2
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, можно
дополнительно установить на ЛАЭС-2 сейсморегистрирующую аппаратуру,
сейсмическую станцию
«Синус»:
Прилагаемые конструктивные решения к протоколу вибрационных динамических испытаний № 17 от 06 апреля 2010 не являются обязательными для исполнения ЛАЭС-2 в сейсмоопасной зоне, и носят 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 ИЦ 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 ИЦ ООИ «СейсмоФОНД» Елисеева И 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
