Badania skuteczności zamocowania słupów w prowadnicach urządzeń podnośnych

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ _____________________1972

S e r i a : BUDOMICTW) z . 31 Nr k o l . 348

Ryszard K liszczew icz

BADANIA SKUTECZNOŚĆI ZAMOCOWANIA SŁUPÓW W PROWADNICACH URZĄDZEŃ PODNOŚNYCH

S t r e s z c z e n ie ; W a rty k u le przedstaw iono wy­

n i k i badań sto p n ia utw ierdzenia słupów p ro to ­ typowego budynku, realizow anego metodą podno­

sz e n ia c a ły c h k on d y g n acji, w prowadnicach urzą->

dzeń podnośnych zainstalow anych w k on d y gn acji p iw n ic z n e j. O b ciążen ie momentem M dolnego koń­

ca słu p a , u ję te g o w prowadnicach za pomocą dwóch p ar klinów drewnianych, realizow ano ob­

c i ą ż a ją c je g o górny koniec poziomą s i ł ą P - z a ś kąt obrotu dolnego p rz e k ro ju wyznaczano pośred­

n io przez pomiar poziomych p rzesunięć s łu p a .

1 . Wstąp

W Z espole K o n s tru k c ji Betonowych In s ty tu tu K o n stru k cji Budowlanych prowadzona j e s t k ilk u le t n ia p raca naukowo-badawcza związana z r e a l i z o ­ wanym obecnie w Katowicach prototypowym budynkiem mieszkalnym,wznoszo­

nym metodą wypychania c a ły c h k on d y g n acji.

W ramach t e j pracy przeprowadzono badania n iek tó ry ch prototypowych rozw iązań szczegółów k on stru k cy jn ych poddanych nietypowym obciążeniom , w ynikających z n o w a to rsk ie j te c h n o lo g ii w znoszenia tego budynku. P rz e­

prowadzone w 1971 r . badania sk u te cz n o śc i zamocowania prefabrykow anych słupów w żelbetow ych prowadnicach urządzeń podnośnych za pomocą drew­

n ia n y ch klinów , są przedmiotem n in ie js z e g o a rty k u łu .

S p e cy ficz n a te c h n o lo g ia w znoszenia budynku spowodowała p r z y ję c ie pew­

nych nowych z ało że ń p rojektow ych, w tym p r z y ję c ie sztywnego u tw ierdze­

n ia słupów w żelbetow ych prowadnicach kondygnacji p iw n icz n e j. W z a ło ­ żonym u s t r o ju szkieletow ym u tw ierd zen ie t o p rz e n ie ść powinno znaczny

96 Ryszard K liszczew icz

moment z g in a ją c y , wywołany o b ciążen iam i w ystępującym i w t r a k c ie r e a l i ­ z a c j i budynku.

Ce]em n in ie js z y c h badań b y ło o k r e ś le n ie sto p n ia zamocowania słupa w prow adnicach k on d y gn acji p iw n ic z n e j, u zależn ion eg o głów nie od sztywno­

ś c i ty c h prowadnic oraz od w ła sn o śc i sp rę ż y sty ch i p la sty cz n y ch drew­

n ian y ch klinów m ocujących.

2 . Stanow isko badawcze

N in ie js z e badania przeprowadzono w s k a l i n a tu r a ln e j na o b ie k c ie prób­

n e j r e a l i z a c j i wznoszonego prototypowego budynku, będącym fragmentem k o n s t r u k c ji je g o k ond y gnacji p iw n ic z n e j. Wymiary t e j k o n s tr u k c ji ja k i stosowane m a te ria ły stanow iska zgodne były z dokum entacją projektow ą i wykonawstwem budynku-. Schemat stanow iska pokazano na r y s . 1 .

DKfabnjkOHanu słup

strop piunicmu

siiomierz pałakouu dŻHiankhudraulicmu

SonoSnota 7,57

ilOkij blok oporouu

r

poastaua

_

UujnikćH ¿eg

R ys. 1 . Schemat stanow iska

Badania s t a te c z n o ś c i zamocowania słupów w ... 97

W ramach prowadzonych badań dokonywano, za pomocą s iło m ie rz a p a łą - kowego o z a k r e s ie O f 10 T , pomiaru w ie lk o ś c i przykładanej poziom ej sir ły oraz za pomocą układu czujników zegarowych o d z ia łce 0,0 1 ram, wywo- ły .m t ••• rzez n ią obrotu słupa względem urządzeń m ocujących.

3« Y.:/niKi badań

Badania przeprowadzono d la dwóch ró żn iący ch s ię n ie z n a cz n ie położeń słu p a w prowadnicach i w y n ik a ją c e j stąd ró żn ej o d le g ło śc i punktów- przy­

ło ż e n ia s i ł y cd klinów , n atom iast s t a ły w o k r e s ie badań p r z y ję ty ro z ­ staw p ar klinów równy 40 cm j e s t najm niejszym dopuszczalnym przez pro­

je k ta n t a o b ie k tu , a tym samym n a jn ie k o rz y stn ie jsz y m ic h położeniem w.

t r a k c ie dokonywania o p e r a c ji podnoszenia budynku.

C h arak ter zmiany k ąta obrotu słupa w z a le ż n o ś c i od momentu o b ciąża­

ją c e g o badany w ęze ł, uzyskany na podstaw ie wyników badań,przedstaw iono na r y s . 2 .

Wykres a) na tym rysunku ob razu je zmianę k ąta obrotu przy pierwszym badanym p o ło żen iu słupa w prow adnicach, natom iast wykres b) d la d ru g ie­

go p o ło że n ia (słu p p odniesiono wyżej o 8 cm - p .r y s . 1 ) .

O bliczona d la otrzymanych wyników sztywność zamocowania K, k t ó r e j m iarą j e s t moment wywołujący jednostkowy obrót słupa w prowadnicach,wy­

n o s i:

(P - P ) r

K = y ~f~y = — — [ Tm/radian] , (1 )

“ o o

g d z ie :

P - w ielk o ść poziomej s i ł y o b c ią ż a ją c e j model,

Pq - w ie lk o ść początkow ej s i ł y o b c ią ż a ją c e j model, PQ = 137 kG, r - ramię s i ł y P względem klinów mocujących) p r z y ję to środek o -

b ro tu w połow ie o d le g ło ś c i między dolną a górną p arą klinów ,

t Ą ) -

Dla poszczególnych c y k l i o b c ią ż e n ia sztywność K w ynosi:

d la pierw szego p o ło żen ia słupa K = 490 r 1020 Tm /radian,

d la drugiego K = 460 r 1290 Tn^radian.

Ryszard K liszczevd.cz

Badania s k u te c z n o śc i zamocowania słupów w ... 99

Zw rócić tu n ależy uwagę na stosunkowo duże o d k sz ta łcen ia p la s ty c z ­ ne klinów drewnianych obserwowane przy pierw szych cyklach o b c ią ż e n ia , z m n ie js z a ją c e sztywność zamocowania nawet dw ukrotnie.

Przy s ta ły c h warunkach pracy zamocowania» tz n . przy nie zmienianym p o ło żen iu klinów w zględnie przy stosow aniu ty ch samych par klinów oraz przy n ie zwiększanym p u łap ie o b cią ż eń , ju ż po k ilk u cyklach o b c ią ż e n ia w artość sztyw ności zamocowania waha s i ę w n ie w ie lk ic h , mniej w ię c e j u - sta lo n y c h g ra n ic a c h 830 f 89 0 Tm /radian.

4 . O b lic z e n ia porównawcze

T eorety czn a sztywność zamocowania K u zależn io n a j e s t , przy pomi­

n ię c iu innych drugorzędnych wpływów, od sztyw ności żelbetowych słupków piw nicznych - prowadnic Kp oraz sztyw­

n o ś c i klinów K^, zgodnie z wzorem:

R ys. 3. Schemat obliczeniow y

K K = # *k

V «k

[ T m /rad ian ] . (2)

Sztywność K , w ynikająca ze sp rę ż y - P

sty c h u g ięć prowadnic pod d ziałan iem poziomych składowych r e a k c ji zamocowa­

n ia , o b liczo n o przy korzystnym z a ło ż e ­ n iu schematu staty czn eg o prowadnic j a ­ ko b e le k obu stron n ie utw ierdzonych (p . r y s . 3) zgodnie z r e l a c ją :

2 Ma

(3 )

a - o d le g ło ść między górną a dolną parą klinów ,

f , - u g ię c ia sp rę ż y ste prowadnic w punktach p rzy ło żen ia s i ł R^, R^, wywołane d ziałan iem ty ch s i ł , p .r y s . 3 .

100 Ryszard K lisz cz ew icz

Wpływ o d k sz ta łc e ń sp rę ż y sty c h i p la sty cz n y ch drewnianych klinów,wy­

n ik a ją c y c h z d z ia ła n ia powyższych poziomych składowych, sch a ra k te ry z o ­ wany sztyw n ością o b licz o n o z wzoru:

u , 2 p Ea

t4)

g d z ie :

P - pow ierzchnia d o cisku klinów do prow adnic, g - g ru bość klinów ,

E^ - w spółczynnik o d k s z ta łc a ln o ś c i m a te ria łu klinów ze względu na d o c is k , o k reślon y na podstaw ie u z u p e łn ia ją c y c h badań 6 s to s o - wanych klin ów , op isanych w sprawozdaniu z ty ch badań .x)

Wykresy o b licz o n y ch w ie lk o ś c i K i K, oraz sumarycznej w ie lk o ś c i

P K

K przedstaw iono na rysunku 4*

W artość Kp w z a le ż n o ś c i od p o ło ż e n ia słu p a w prowadnicach wynosi 1125 Tm /radian d la schematu I w zględnie 1300 l ’m /radian d la schematu I I Sztyw ność wynosi 925 w zględnie 1400 Tm /radian.

M n ie jsz ą sztyw ność o b licz o n o p rzy jm u jąc w artość = 1450 kG/cm^,uzy­

skaną przy pierwszym o b cią ż a n iu badanych klinów g d zie obserwowano n a j­

w iększe ic h o d k s z ta łc e n ia p la s ty c z n e , n atom iast w iększą sztyw ność o b li­

czono d la w a rto ś c i uzyskaną po k ilkakrotnym o b cią ż e n iu klinów , a wyno- sz ą cą 2190 kG/cm •

5 . Podsumowanie

5 . 1 . W a rto ści o d k sz ta łc e ń zamocowania uzyskane na drodze rachunkowej potw ierdzone z o s ta ły w z a sa d z ie drogą d ośw iadczalną.

5 . 2 . Przeprowadzone badania s k u te c z n o ś c i zamocowania słu p a w ż e lb e to ­ wych prow adnicach k on d y gn acji p iw n icz n e j, zgodnie z założonym schematem ( r y s . 1 ) , wykazały stosunkowo dużą je g o o d k s z ta łc a ln o ś ć

X/ Sprawozdanie z badań s k u te c z n o ś c i zamocowania słupów w prowadnicach

0 0 9

urządzeń podnośnych. K atedra K o n s tr u k c ji Budowlanych P o l it e c h n ik i Ś l ą s k i e j , G liw ic e , 1971 r .

Badania s k u te c z n o śc i zamocowania słupów w ... 101

[po jjp /u 0/ 9 ? t Z n tP °i.O Q J

102 Ryszard K lisz cz ew icz

charakteryzow aną tu szty w n ością K. Skutecznego teg o zamocowania w porównaniu ze szty w n ością samego słupa j e s t bardzo mała i tr a k ­ towana być powinna r a c z e j ja k o p od parcie przegubowe a n ie sztyw­

no u tw ierd zon e.

HCCJIŚaOBjUflhi yCnSuHOCTk 3 AKPEIMEHlia CTOjBEOB B UPOBOAKAZ - IlOJlliEMHOrO yCTPOMCTBA

P e a d h e

B c r a n e H S J i o a e a u p e 3 y j i b T a T Ł i K C C j i e x o p . a n H ä C T e n e H M s a x p e n A e a a a c t o j i C o b a n p o B o jx a x n o *ie n H o ro y d p o iic T B a .

Harpyaxa u o u e H T o a M h k x h o ü u s c t h C T O J i d a , a a x p e t u e a B o r o b n p o B o g xax n p n n o u o a n s B y x n a p x e p e B a a B u x k j w b o b , p e a j i H S O B a a o r o p H a o B T a i B B o ü c h j i o A P B a r p y a a m n H B B e p x a o B n a c t i C T o a ö a . y r o a B p a ą e H H a t B a z a o r o c e s e a a a o n p e - j e i e H H o K o c B e H H O n e p e a o ö a e p r o p B 3 0 B T a J i i > B u x n e p e , n B H x e H H f l C T o a ä a .

DIE VERSUCHE ÜBER DIE WIRKSAMKEIT DER SÄULENEINSPANNUNG IN DEN FÜHRUNGEN DER HEBERE INRICHTUBEN (HEBERANLAGEN)

Z u s a m m e n f a s s u n g

Im A r t ik e l wurden d ie Untersuchungen des Einspannungsgrades der Säu­

le n in den Führungen d er im K e lle rg e s c h o s s des U rbildsgebäu des ein g e­

fü h rte n H eb erein rich tu n g en B e sc h rie b e n . D iese wurden nach Hebensmethod<

der ganzen Stockw erke a u s g e fü h rt.

Badania sk u te c z n o śc i zamocowania słupów w ... 103

Die B elastu n g m it dem Moment M des U n t e r t e i ls der eingespannten Säu le in den Führungen, m it H ilf e von zwei P aar H olzkeilen,w u rde durch B elastu n g des S ä u le n o b e r te ils mit H o riz o n ta lk ra ft P a u sg e fiih rt, und d er D rehw inkel durch d ie Vermessung d er h o riz o n ta le n Säu lenverschiebu n gen bestim m t.