ГОСТ Р 57160-2016/EN 12512:2001+A1:2005. Национальный стандарт Российской Федерации. Конструкции деревянные. Методы циклических испытаний узлов с механическими креплениями
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 14.10.2016 № 1404-ст)
Примечание
Действие данного документа приостановлено с 14.01.2020 на период до 01.01.2022 Приказом Росстандарта от 14.01.2020 № 2-ст. Документ введен в действие с 1 мая 2017 года.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 октября 2016 г. № 1404-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОДЫ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ УЗЛОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ КРЕПЛЕНИЯМИ
Timber structures. Methods for cyclic testing of joints with mechanical fasteners
(EN 12512:2001+A1:2005, Holzbauwerke — Prüfverfahren — Zyklische von Anschlüssen mit mechanischen Verbindungsmitteln, IDT)
ГОСТ Р 57160-2016/EN 12512:2001+A1:2005
1 ПОДГОТОВЛЕН Центральным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко), отделением Акционерного общества «Научно-исследовательский центр „Строительство“ (АО „НИЦ „Строительство“) на основе официального перевода на русский язык немецкоязычной версии указанного в пункте 4 европейского стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием „Российский научно-исследовательский центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия“ (ФГУП „СТАНДАРТИНФОРМ“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 октября 2016 г. № 1404-ст
4 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту ЕН 12512:2001+A1:2005 «Конструкции деревянные. Методы испытаний. Циклические испытания соединений с механическими крепежными элементами» (EN 12512:2001+A1:2005 «Holzbauwerke — Prüfverfahren — Zyklische von Anschlüssen mit mechanischen Verbindungsmitteln», IDT).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного европейского стандарта соответствующий ему национальный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний для определения пластичности, уменьшения прочности и диссипации (рассеяния) энергии для соединений с механическими крепежными элементами при циклической нагрузке.
Примечание - В настоящем стандарте рассматриваются только прямые осевые нагрузки и их воздействие. Настоящий стандарт также допускается использовать для определения характеристик крепежных элементов, связанных с восприятием момента.
Настоящий стандарт содержит датированные и недатированные ссылки на стандарты и положения других документов. Нормативные ссылки, перечисленные ниже, приведены в соответствующих разделах настоящего стандарта. Для датированных ссылок последующие изменения к упомянутым стандартам или их пересмотры применяют к настоящему стандарту только в случае, когда они включены в него путем уточнения или переработки. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все изменения).
EN 26891, Holzbauwerke — Verbindungen mit mechanischen Verbindungsmitteln — Allgemeine Grundsätze für die Ermittlung der Tragfähigkeit und des Verformungsverhaltens (Конструкции деревянные. Соединения механические деревянных конструкций. Общие принципы определения прочности и деформации) ISO 6891:1983, Timber structures — Joints made with mechanical fasteners — General principles for the determination of strength and deformation characteristics
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 циклическая нагрузка (cyclic load <*>, zyklische Belastung <**>): Знакопеременная осевая нагрузка.
3.2 предельная нагрузка (maximum load <*>, Höchstlast <**>): Максимальная нагрузка Fmax, которая прикладывается к соединению во время испытания (см. рисунок 2).
3.3 нагрузка на пределе текучести (yield load <*>, Flielast <**>): Нагрузка, которая соответствует переходу в зону пластических деформаций.
Примечание — Если кривая зависимости «нагрузка-деформация» четко показывает две линейные части, то значения текучести определяются от точки пересечения этих двух прямых [см. рисунок 1 a)]. Если кривая зависимости «нагрузка-деформация» не имеет двух четких линейных частей, то значения текучести определяются от точки пересечения двух следующих прямых: первую прямую следует определить как прямую, которая на кривой зависимости «нагрузка-деформация» проходит через точки 0,1Fmax и 0,4Fmax; вторая прямая является касательной, которая имеет подъем, равный 1/6 подъема первой прямой [см. рисунок 1 b)].
3.4 разрушающая нагрузка (ultimate load <*>, Bruchlast <**>): Нагрузка на соединение, которая соответствует:
b) 80% предельной нагрузки при деформации соединения менее чем на 30 мм;
c) деформации соединения на 30 мм — в зависимости от того, что произошло раньше (рисунок 2).
3.5 деформации при текучести (yield slip <*>, Flie\beta verschiebung <**>): Деформации соединения, которые соответствуют нагрузке на пределе текучести [см. рисунки 1 a) и 1 b)].
3.6 предельные деформации (maximum slip <*>, Grenzverchiebung <**>): Деформации соединения, соответствующие разрушающей нагрузке (см. рисунок 2).
3.7 пластичность (ductility <*>, Duktilität <**>): Способность соединения подвергаться в пластической области деформациям большей амплитуды, не показывая существенного уменьшения прочности. Она определяется по соотношению предельной деформации к деформации при текучести D = Vu/Vy.
Примечание - Вышеприведенные определения даны для циклических кривых зависимости «нагрузка-деформация», однако их также допускается применять для статических кривых зависимости «нагрузка-деформация».
3.8 уменьшение прочности (impairment of strength <*>, Festigkeitsminderung <**>): Снижение прилагаемой нагрузки между первым и третьим циклами одинаковой амплитуды, чтобы достичь заданной деформации соединения (см. рисунок 3).
Примечание - Уменьшение прочности измеряют как \Delta F , с помощью \Delta F = |\Delta F_{c}| на стороне сжатия и \Delta F = |\Delta F_{t}| на стороне растяжения.
3.9 диссипация (рассеяние) энергии (energy dissipation <*>, Energiedissipation <**>): Характеристика соединения, которая, согласно настоящему стандарту, измеряется как эквивалентное пропорциональное относительное затухание через гистерезис. Это безразмерный параметр, который выражает смягчаемые гистерезисом характеристики соединения и определяется как отношение распределенной энергии полуцикла к имеющейся потенциальной энергии, умноженное на 2\pi (см. рисунок 4); эквивалентное пропорциональное относительное затухание определяется как v_{eq} = E_{d}(2\pi E_{p}) .
F — нагрузка; Fy — нагрузка на пределе текучести; V — деформация; Vy — деформация при текучести
a) Определение значений текучести для кривой зависимости «нагрузка-деформация» с двумя четкими линейными частями
F — нагрузка; Fmax - предельная нагрузка; Fy — нагрузка на пределе текучести; V — деформация; Vy — деформация при текучести
b) Определение значений текучести для кривой зависимости «нагрузка-деформация» без двух четких линейных частей
Рисунок 1 — Определение значений текучести для кривой зависимости «нагрузка-деформация»
F — нагрузка; Fmax — предельная нагрузка; Ca — случай «a»; V — деформация
Рисунок 2 — Определение предельных значений V, соответствующих разрушению (случай «a») или деформации при 0,8Fmax (случай «b»), или деформации на 30 мм (случай «c»)
V — деформация; a, b, c — циклы; t — время; c — сжатие; t — растяжение
Рисунок 3 — Определение уменьшения прочности
- диссипация (рассеяние) энергии Ed каждый полуцикл;
- существующая потенциальная энергия Ep
Рисунок 4 — Определение эквивалентного пропорционального относительного затухания для петлевого цикла
Ed — диссипация (рассеяние) энергии, Н/м;
Ep — существующая потенциальная энергия, Н/м;
Fmax — предельная нагрузка, Н;
Fy — нагрузка на пределе текучести, Н;
Vu — предельные деформации, мм;
Vy — деформация при текучести, мм;
Vy, est — определенная деформация при текучести, мм;
\Delta F — уменьшение прочности, Н;
veq — эквивалентное относительное затухание.
В настоящем стандарте требования отсутствуют.
6.1 Общие положения
Пластичность, эквивалентное относительное затухание и уменьшение прочности соединений определяются стандартным квазистатическим (очень медленным, практически не меняющимся) испытанием под нагрузкой.
6.2 Аппаратура
Дополнительно к приборам для измерения геометрии испытуемых образцов и измерения влажности образцов необходимо применять следующее оборудование:
a) универсальные испытательные машины (на растяжение и сжатие) с регулированием хода:
- с точностью измерения высоты хода +/- 1% Vy, est или выше,
- с точностью измерения высоты хода +/- 1% Fmax, est или выше;
b) устройство для непрерывного измерения деформаций соединения с точностью измерения +/- 1% или выше.
6.3 Подготовка образцов для испытаний
6.3.1 Общие положения
Образец для испытаний должен соответствовать эксплуатируемому, реально применяющемуся на практике соединению.
6.3.2 Кондиционирование
Испытания проводят на образцах для испытаний, которые выдерживались при нормальных климатических условиях: температура (20 +/- 2) °C и относительная влажность воздуха (65 +/- 5)%. Дополнительная информация приведена в ЕН 26891.
6.3.3 Испытательная лаборатория
В испытательной лаборатории должны поддерживаться нормальные климатические условия. Возникающие отклонения следует фиксировать в протоколе испытаний.
6.3.4 Влажность образцов
Следует определить содержание влаги в изготовленных образцах.
6.4 Методы испытаний
6.4.1 Общие положения
Испытание следует проводить при постоянной скорости нагружения от 0,02 до 0,2 мм/с. Следует предусмотреть боковые опоры во избежание выхода образца из заданной плоскости. Нагрузку и деформации следует измерять непрерывно.
6.4.2 Полноценный метод испытаний
Для построения полной определяющей огибающей кривой зависимости «нагрузка-деформация» следует применять полноценный метод испытаний под нагрузкой по рисунку 5.
-
Прикладывают сжимающую нагрузку, пока деформация не составит 25% установленного значения при текучести Vy, est. Значение Vy, est может быть определено расчетом, опытным путем или с помощью ранее проведенных статических испытаний по ЕН 26891.
-
Образец разгружают и прикладывают растягивающую нагрузку до получения нулевых деформаций.
-
Прикладывают растягивающую нагрузку до получения деформаций, составляющих 25% Vy, est.
-
Образец снова разгружают и прикладывают сжимающую нагрузку до получения нулевых деформаций.
-
Прикладывают сжимающую нагрузку до получения деформаций, составляющих 50% Vy, est.
-
Образец разгружают и прикладывают растягивающую нагрузку до получения нулевых деформаций.
-
Прикладывают растягивающую нагрузку до получения деформаций, составляющих 50% Vy, est.
-
Образец снова разгружают и прикладывают сжимающую нагрузку до получения нулевых деформаций.
3-й, 4-й, 5-й циклы (серия из трех циклов):
Второй цикл повторяют трижды, но до получения деформаций, составляющих 75% Vy, est.
6-й, 7-й, 8-й циклы (серия из трех циклов):
Второй цикл повторяют трижды, но до получения деформаций Vy, est.
Следующие серии из трех циклов:
Второй цикл повторяют трижды согласно значениям 2Vy, est, 4Vy, est, 6Vy, est до разрушения образца либо до получения деформаций, равных 30 мм.
Испытание повторяют, если Vy < 0,5Vy, est.
6.4.3 Упрощенный метод испытаний
Для определения только основных характеристик \Delta F и Veq при заранее установленной степени пластичности D допускается применять следующий упрощенный метод:
-
Равномерно прикладывают сжимающую нагрузку, пока деформации не достигнут значений Vc = DVy, где Vy представляет собой деформации при текучести, которые определены в предшествующих статических испытаниях по ЕН 26891 или непосредственно во время текущих испытаний.
-
Образец разгружают и прикладывают сжимающую нагрузку до получения нулевых деформаций.
-
Продолжают прикладывать растягивающую нагрузку до получения деформаций Vt = DVy.
-
Образец разгружают и прикладывают сжимающую нагрузку до получения нулевых деформаций.
Дополнительно к диаграммам зависимостей «нагрузка-деформация» и «деформация-время» следует оценивать и заносить в протокол испытаний следующие величины:
a) уменьшение прочности для каждой серии из трех циклов при каждой испытуемой степени пластичности как при растяжении, так и при сжатии;
b) относительное затухание для каждой испытуемой степени пластичности, рассчитанное по третьему циклу каждой серии из трех циклов;
c) как при сжатии, так и при растяжении наибольшая полученная степень пластичности для каждой испытуемой степени пластичности относительно огибающей кривой зависимости «нагрузка-деформация» для 1-го цикла каждой серии из трех циклов. Далее следует занести в протокол значения Vu и Vy с соответствующими значениями Fu и Fy (а также Fmax);
a) уменьшение прочности при установленной степени пластичности как при растяжении, так и при сжатии;
b) эквивалентное пропорциональное относительное затухание, которое соответствует третьему циклу при установленной степени пластичности.
Рисунок 5 — Метод для циклического испытания (полноценный метод)
В протоколе испытаний следует указать:
a) породу и плотность древесины;
b) тип и характеристики крепежных элементов, включая размеры и покрытия;
c) размеры соединенных частей, число крепежных элементов, расположение и расстояния, указания о возможных зазорах между строительными элементами;
d) предварительную обработку древесины и испытуемого образца до и после изготовления, влажность древесины при изготовлении и при испытании, наличие трещин и т.п.;
e) расположение и тип измерительной аппаратуры;
f) расположение и тип испытательной машины и ее системы управления;
g) примененный метод испытания (со ссылкой на 6.4) и указание на имеющиеся при определенных условиях отклонения; выбранную скорость нагружения;
h) отдельные результаты для каждого соединения (со ссылкой на раздел 7), а также определяющие сведения о характере разрушения.
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНОГО ЕВРОПЕЙСКОГО СТАНДАРТА НАЦИОНАЛЬНОМУ СТАНДАРТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ