На строительстве многоэтажного промышленного здания в Воронеже были применены рамно-подкосные фермы. Их применили в строительстве промышленных, зданий впервые. Была произведена всесторонняя экспериментальная проверка двух опытных образцов натуральной величины.
Размеры опытных образцов рамно-подкосных ферм показаны на рис. 15. Полная длина фермы 10,95 м; расчетный пролет 10,65 м; полная высота 2,7 м; расчетная высота 2,32 м; длина крайней панели 2,7 м и средней 5,25 м.
Оба пояса ферм имеют тавровое поперечное сечение. На выступающие полки этого сечения опираются плиты перекрытий. Стоики и подкосы ферм имеют прямоугольное поперечное сечение.
Нижний пояс фермы с предварительно-напряженной арматурой; верхний пояс стойки и подкосы — с арматурой без предварительного напряжения. Ненапряженная стержневая арматура — низколегированная сталь класса A-III по ГОСТ 5781 — 62 марки 35ГС периодического профиля. Напряженная арматура нижнего пояса состоит из четырех стержней диаметром 32 мм стали марки 35ГС, упрочненной вытяжкой до 5500 кгс/см2 при удлинении не более 3,5%.
Величина контролируемого напряжения в напряженной арматуре принята 0,85 RИН = 4680 кгс/см2. Общее контролируемое усилие в напряженной арматуре 151 тс. Марка бетона 400 кгс/см2; расход арматуры на фермы 929 кг; расход бетона 3,73 м3; вес фермы 9,3 т.
Опытные образцы ферм изготовили на заводе железобетонных изделий в положении «плашмя» на металлическом стенде в сборно-разборной металлической опалубке.
Натяжение арматуры на стенде осуществляли гидравлическим домкратом для стержневой арматуры. Каждый стержень натягивали в отдельности. Контроль за натяжением вели по манометру и величине вытяжки.
Бетон укладывали вручную и уплотняли глубинным вибратором. Для контроля за прочностью бетона отобрали образцы — 9 кубиков 10×10×10 см на каждую ферму. Твердение бетона происходило в естественных условиях. Поверхность бетона укрыли опилками, которые периодически увлажняли. В этих же условиях хранили и образцы-кубики. Эти образцы испытали через 10, 15 и 38 дней после изготовления. Через 10 дней прочность их была 370 кгс/см2, через 38 дней —490 кгс/см2. Средняя прочность бетона, уложенного в опытные образцы ферм, — 455 кгс/см2 (при проектной 400 кгс/см2).
Напряжение с арматуры на бетон передавали непосредственно перед началом испытания. При этом во второй экспериментальной ферме измерили деформации (напряжение) обжатия бетона нижнего пояса.
Фермы испытывали в вертикальном рабочем положении на специальном испытательном стенде завода железобетонных изделий. Нагрузки на фермы создавали гидравлическими домкратами грузоподъемностью 100 т. Каждый домкрат через траверсу создавал две вертикальные нагрузки.
Схемы приложения испытательных нагрузок на фермы (рис. 16) соответствовали заданию на проведение испытаний. Загружение ферм испытательной нагрузкой вели по двум схемам: по схеме № 1 ферму загружали односторонней нормативной нагрузкой, а по схеме № 2 — двусторонней нормативной, расчетной и разрушающей нагрузками. Эти схемы соответствовали основным положениям, принятым при расчете ферм как ригелей многоэтажной двухпролетной рамы.
В табл. 20 приведены нагрузки при испытании без собственного веса фермы и веса оснастки.
В табл. 21 приведены величины усилий, возникающих в сечениях элементов фермы по схеме № 1 при одностороннем загружении нормативной нагрузкой.
В табл. 22 приведены величины усилий, возникающих в сечениях элементов фермы при двустороннем загружении нормативной, расчетной, эксплуатационной и испытательной нагрузками. В соответствии с указанными выше задачами испытания была составлена схема расположения приборов. По этой схеме измерительные приборы фиксируют:
– прогибомеры системы Максимова с ценой деления 0,1 мм — прогибы верхнего и нижнего поясов;
– индикаторы с ценой деления 0,01 мм — горизонтальные смещения концов верхнего и нижнего поясов;
– механические тензометры с базами 20 и 100 мм — деформации арматуры стоек;
– индикаторы с базами 215 мм и переносной деформометр с базой 234 мм — деформации бетона поясов, стоек и каркасов.
Раскрытие трещин измеряли микроскопами МПБ-2 с ценой деления 0,05 мм.