ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Пневмокаркасные опалубочные системы модульного типа комплектуются из отдельных опалубочных модулей, что позволяет использование одного комплекта на нескольких захватках и снижает материалоемкость работ в пересчете на площадь бетонируемой поверхности.

Существенное влияние на работу модуля оказывает разница в значениях растяжимости основного материала оболочки и соединительных швов. При проектировании модульных систем эти расхождения становятся причиной сверхнормативных отклонений фактической формы опалубочного элемента от проектной. Практика изготовления модулей показала возможность нарушения осевой симметрии (из-за влияния продольного шва), образования зон "перетяжек" (из-за поперечных опоясывающих швов) и иных менее значимых деформаций оболочки в торцевой зоне модуля, зависящих от конструкции торцов.

В связи с этим были проведены исследования :

деформативных свойств материалов и конструкционных соединений (швов);

деформативности пневмокаркасного опалубочного модуля с учетом конструктивных соединений.

В первом случае рассматриваются растяжимости образцов материалов оболочек и швов в условиях двухосного напряженного состояния на различных этапах загружения эксплуатационной нагрузкой. Второе направление исследований заключается в изучении влияния режимов внутреннего давления и эксплуатационных нагрузок на форму опалубочного элемента.

Рассматриваются два варианта конечного состояния модуля, форма которого до загружения имела отклонение от проектной : отклонение формы не превышает допустимых Нормами значений, отклонения не соответствуют требованиям Норм. При рассмотрении последнего случая конечного состояния решение проблемы возможно при проведении следующих мероприятий : изменение раскроя оболочки для перераспределения зон влияния напряжений, возникающих от разницы деформаций основного материала и конструкционных соединений, или устройство компенсирующих зон типа "контршов" и "фальшшов". При этом первое предполагает наличие поперечных опоясывающих швов, что позволит исключить изгиб продольной оси модуля, а второе заключается в образовании таких участков оболочки. растяжимость которых соответствует деформативным характеристикам конструкционных соединений. Конструктивные изменения вносятся на стадии проектирования и выполняются в процессе изготовления опалубочного элемента.

Для создания практических рекомендаций по конструированию формующих элементов и определения технологических параметров применения систем по методике Губенко А.Б. были проведены экспериментальные исследования деформативных свойств конструкционных соединений на примере клеепрошивного шва, заключавшиеся в определении перемещений границ исследуемой зоны образца, подверженного двухосному растяжению.

Образец представлял собой крестообразное полотно из полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) ткани с поливинилхлоридным (ПВХ) покрытием, прошитое лавсановыми нитями марки 15,6 - 3 текс (r_крі339kh)по[А1]оси симметрии клеепрошивным швом (клей марки 88НТ) "внахлёст" 2-3 строчками и герметизирующими накладками из ткани №500.

Для определения фактических значений разрушающего усилия предварительно было проведено испытание образцов ткани и соединений на одноосное растяжение до полного разрушения образца. По результатам эксперимента предел прочности цельного образца по основе не превысил 145 кгс/5см, а в случае наличия соединения этот показатель составил 0,5-0,7 от прочности цельного материала, т.е. 72,5-101,5 кгс/5см. На основе полученных результатов были разработаны условия нагружения при двухосном напряженном состоянии.

Эксперимент проводился на установке, позволяющей одновременное приложение нагрузки по двум взаимно перпендикулярным направлениям, что позволило рассматривать влияние этих процессов друг на друга. Усилие создавалось по ступенчатой схеме посредством нагружения системы блоков грузами по 2, 5, 10 и 50 кг в диапазоне от 0 до 200 кгс с шагом 40 кгс - при совпадении направлений приложения нагрузки и шва, и от 0 до 125 кгс с шагом 25 - в случае, когда шов перпендикулярен направлению усилия. При этом увеличение нагрузок Т1 и Т2 проводилось по ступеням (40 и 25 кг соответственно) с условием изменения Т2 при фиксированном значении Т1, что необходимо для получения наглядных и удобных в дальнейшем использовании зависимостей нормальных характеристик данной ткани.

Испытанию подверглись следующие типы образцов, имеющих

-клеепрошивной шов, 2 строчки прошивки, сонаправлен с основой;

-клеепрошивной шов, 2 строчки прошивки, сонаправлен с утком;

-клеепрошивной шов, 3 строчки прошивки, сонаправлен с основой;

-клеепрошивной шов, 3 строчки прошивки, сонаправлен с утком;

-образец без шва, наибольшее усилие направлено по основе;

-образец без шва, наибольшее усилие направлено по утку.

По результатам эксперимента были построены зависимости, исследование которых, равно как и наблюдение за ходом эксперимента, позволяет сделать следующие выводы:

1.Фактическое значение усилия, разрушающего клеепрошивное соединение, находится в интервале от 50 до 70% предела прочности материала оболочки (ПЭТФ ткани с ПВХ покрытием) и не превышает 100 кгс/5см ;

2.Максимальное удлинение образца 300*50 (одноосное напряженное состояние) по основе составило 10%;

3.Разрушение образца происходит по зоне крепления, что является следствием явления подреза материала фиксатором и концентрации напряжений в этой зоне;

4.Нарушение герметизации шва (отлип накладок) происходит при нагрузке, составляющей не более 50% от величины разрушающего усилия;

5.Расслоение (разрушение клеевого соединения) наступает при достижении 50%-го уровня предельной экспериментальной нагрузки (75 кгс/5см).

При испытании образцов из ПЭТФ ткани с ПВХ покрытием на двухосное растяжение во внутренних углах крестообразных образцов были обнаружены необратимые изменения структуры ткани : растяжение материала покрытия и "вытягивание" из него нитей основы, как следствие концентрации напряжений на этом участке.

В ходе эксперимента было обнаружено наличие явления гистерезиса при 2-осном растяжении образцов. Это явление заключается в отставании процесса релаксации деформаций при полном снятии нагрузки в рассматриваемом направлении, то есть присутствии некоторой величины остаточных деформаций. Явление гистерезиса наблюдалось исключительно при переходе от первой серии опытов ко второй и в последующем не наблюдалось. Объяснение этого явления заключается в физико-механических характеристиках тканого материала с покрытием, в особенностях его деформирования.

При максимальном загружении образцов было обнаружено, что с появлением шва, равно как и с увеличением число строк прошивки, деформативность по шву уменьшалась (см. рисунок).

Гистограммы предельных деформаций: 1 - образец без шва;

2 - образец с 2-строчным швом; 3 - образец с 3-строчным швом

Таким образом, по результатам эксперимента были построены таблицы значений деформаций образцов из полиэтилентерефталатной ткани с поливинилхлоридным покрытием в диапазоне эксплуатационных нагрузок, позволяющие наиболее точным образом определять значения деформаций при различных заданных величинах нагрузок.