DIN 51231-1-2001 Material testing machines - Testing equipment for structural components - Part 1 Floor slabs《材料试验机 建筑构件检验设备 第1部分 底板》.pdf

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1、DEUTSCHE NORM51231-1 DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinICS 19.060Material testing machines Testing eq

2、uipment for structural components Part 1: Floor slabsMachines dessai des matriaux Installation dessais pour lments de construction Partie 1: Dalles de solVorwortDiese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NMP 811 Werkstoffprfmaschinen“im Normenausschuss Materialprfung (NMP) erarbeitet.DIN 51231 Werkstoffp

3、rfmaschinen Prfanlagen fr Bauteile“ besteht aus: Teil 1: AufspannfelderWeitere Teile sind in Vorbereitung.Anhang A (informativ) gibt Erluterungen zur Anwendung der Norm.nderungenGegenber DIN 51231-1:1972-07 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Kraftwerte auf Newton (N)“ umgestellt;b) Reduzierung

4、 der Matoleranzen;c) nderung der Bezeichnung;d) neue Stufung der Pfkrfte;e) grte vertikale Prfkrfte gendert;f) Abschnitt A.3 berarbeitet.Frhere AusgabenDIN 51231-1: 1972-07Entwurf Dezember 2001Fortsetzung Seite 2 bis 8Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Werk

5、stoffprfmaschinenPrfanlagen fr BauteileTeil 1: AufspannfelderRef. Nr. DIN 51231-1:2001-12Preisgr. 07 Vertr.-Nr. 0007Ersatz frDIN 51231-1:1972-07DIN 51231-1:2001-122EinleitungPrfanlagen fr Bauteile dienen zur Ermittlung der Eigenschaften von Konstruktions- und Bauteilen untermechanischer Beanspruchun

6、g, die aufgrund ihrer Form, ihrer Abmessungen oder der Art der aufzubringendenKrfte nicht in Werkstoffprfmaschinen beansprucht werden knnen. Wesentlicher Bestandteil derartigerPrfanlagen sind Aufspannfelder.Aufspannfelder fhren den Kraftschluss zwischen der Probeneinspannung und den Reaktionskrften

7、und-momenten aus der Probenbeanspruchung herbei. Ihre Gre und ihre Bauart richten sich nach dem jeweiligenAnwendungsbereich, ihre Bemessung nach den grten ueren Krften und Momenten.1 AnwendungsbereichDiese Norm legt die allgemeinen Leitlinien fr die Gestaltung und Bemessung von Aufspannfeldern fest.

8、2 Allgemeine Anforderungen2.1 AllgemeinesAufspannfelder fr Prfanlagen mssen fr die Einleitung und Fortleitung ruhender, zgiger und schwingenderBeanspruchung geeignet sein.2.2 VerformungenDie Verformung eines Aufspannfeldes muss auch unter lngs- und querverlaufenden Momenten gegenberder Probenverfass

9、ung vernachlssigbar klein bleiben.2.3 KrafteinleitungIn beliebiger Richtung wirkende ruhende, zgige und schwingende uere Krfte mssen punktfrmig, linien-frmig oder flchig in das Aufspannfeld eingeleitet werden knnen.2.4 MasseDie Masse des Aufspannfeldes sollte sehr gro gegenber der grten schwingenden

10、 Probenmasse sein.2.5 LagerungDas Aufspannfeld ist so zu lagern, dass die Umgebung von Streinflssen aus Probenbruch oder schwingen-der Probenbeanspruchung soweit frei bleibt, wie es der Schutz von Menschen oder Arbeitsablufen sowie vonGebuden und Gerten erfordert.2.6 AufspannflcheDie Aufspannflche v

11、on Aufspannfeldern sollte unempfindlich gegen Ste und die nicht bebaute Flche ohneRutsch- oder Stolpergefahr begehbar sein.3 Bauformen, Bauweisen3.1 AllgemeinesDie Bauform, die Bauweise und die Abmessungen von Aufspannfeldern richten sich nach dem jeweiligenAnwendungsbereich und nach den fr die Beme

12、ssung magebenden ueren Krften und Momenten(Ausfhrungsbeispiele sind in Tabelle 2 angegeben).3.2 BauformenAufspannfelder werden dem Verwendungszweck entsprechend als Balken oder Balkenpaar, als aufliegendeoder auf Sulen abgesttzte Platte, als Platte mit Stegen oder als Hohlkasten nach Tabelle 1 ausge

13、fhrt.DIN 51231-1:2001-1233.3 BauweisenAufspannfelder werden dem Verwendungszweck entsprechend in folgenden Bauweisen nach Tabelle 1 ausgefhrt:Stahl Stahl-Stahlbeton-Verbund Stahlbeton, nicht vorgespannt (schlaffarmiert) Stahlbeton, vorgespanntAufspannfelder in Stahlbeton-Bauweise, auf denen Proben s

14、chwingend beansprucht werden, sollten entspre-chend den grten ueren Momenten zweiachsig weitgehend zentrisch vorgespannt werden.Beim Bruch der Probe werden Aufspannfelder jh entlastet. Es wird deshalb empfohlen, Aufspannfelder inStahl-Stahlbeton-Verbundbauweise oder in Stahlbeton-Bauweise ebenfalls

15、zweiachsig zentrisch vorzuspannen,auch wenn sie nur fr Versuche mit ruhender oder zgiger Probenbeanspruchung vorgesehen sind. Tabelle 1 Bauformen und Bauweisen von AufspannfeldernBauweisenBauformenBalken oder BalkenpaarPlatteaufliegendPlatte auf SulenPlatte mit StegenHohlkastenStahl +Stahl-Stahlbeto

16、n-Verbund + + + +Stahlbeton, nicht vorgespannt, schlaffarmiert+Stahlbeton, vorgespannt + bedeutet: empfohlen bedeutet: nicht empfohlenTabelle 2 AusfhrungsbeispieleVerwendungs-zweckBauform BauweiseLnge BreiteGrte Einzel-kraftje Raster-punktRaster-ma Aufspann-ausrstungBemerkungenm mkNmMaschinen und Fa

17、hrzeugbauPlattegefedert aufliegendStahl2 4bis6 10100250oder500Aufspann-hlsenKastenformgeschweit, mit BetonfllungPlattegedmpft aufliegendStahlbeton,schlaff-armiert3 6bis8 12200 500Aufpann-schienenDIN 51231-1:2001-1244 Auflagerung4.1 AllgemeinesZur Sicherung der horizontalen Lage des Aufspannfeldes un

18、d zur Verhtung der bertragung von strendenSchwingungen und Sten auf die Umgebung sind bei der Auflagerung von Aufspannfeldern besondereVorkehrungen zu treffen1). Die Gre und der Verwendungszweck des Aufspannfeldes sowie die Beschaffen-heit und die Tragfhigkeit des Bodens sind dabei zu bercksichtigen

19、.4.2 GrndungAufspannfelder mssen unterhalb der Sulenfundamente oder Bankette des Gebudes, in dem sich dasAufspannfeld1)befindet, aufgelagert und bis zu ihrer Sohlflche isoliert von ihrer Umgebung errichtet werden.Bei Grndung und Schalung von Aufspannfeldern in Stahlbeton-Bauweise sind Vorkehrungen z

20、u treffen, dassdie Aufspannfelder nach dem Abbinden und gegebenenfalls auch nach dem Vorspannen eben und in dervorgesehenen Lage bleiben.4.3 SchwingisolierungEs wird empfohlen, Aufspannfelder in Balken- oder Plattenbauart, die Fundamente fr Platten auf Sulen oderPlatten mit Stegen sowie Aufspannfeld

21、er in Kastenbauart auf einer dmpfenden Zwischenschicht zu betten.1) Wenn erforderlich, ist das Aufspannfeld gegen von auen kommende strende Schwingungen oder Ste zu isolieren.Tabelle 2 (fortgesetzt)Verwendungs-zweckBauform BauweiseLnge BreiteGrte Einzel-kraftje Raster-punktRaster-ma Aufspann-ausrstu

22、ngBemerkungenm mkNmBaustoff-prfungFertigteil-prfungBalkenStahlbeton,schlaff-armiert4 10bis6 15150500oder1000Aufspann-kpfe und SchienenNur fr zgige Beanspruchungder ProbenPlattegedmpft aufliegendStahlbeton,vor-gespannt6 10bis8 12150 1000Aufspann-kpfeDurchgehende vorgespannte Anker erzeu-gen zusammen

23、mit Vorspan-nung der Platte dreiachsigen Druckspan-nungszustandMassivbauPlatte auf SulenStahlbeton,vorge-spannt8 15bis15 25250 1000Aufspann-hlsenPlatte ge-dmpft aufliegendStahlbeton,vor-gespannt8 15bis15 25500 1000Aufspann-kpfegroe SteifigkeitStahlbauKastenStahlbeton,vor-gespannt10 15bis12 251000 10

24、00Aufspann-hlsenPlatte mit StegenStahlbeton,vor-gespannt10 15bis12 251000 1000Aufspann-hlsenDIN 51231-1:2001-125Ist aus Grnden der Bodenstruktur und aufgrund eines auergewhnlichen Schutzbedrfnisses der Umgebungvor Schwingungen und Sten eine Schwingisolierung auf federnden Elementen zwingend erforder

25、lich, so mussdiese Federung blockierbar sein, wenn Dauerschwingversuche auch mit Frequenzen 3Hz durchgefhrtwerden sollen.5 Krafteinleitung5.1 Aufspannelemente5.1.1 Aufspannfelder sind zur Einleitung von Krften und Momenten in einem Rastersystem mit Aufspann-hlsen, mit Aufspannkpfen oder mit Ankersch

26、ienen auszursten.5.1.2 Die Aufspannelemente mssen die grte Prfkraft unabhngig von der Kraftwirkungsrichtung in dasAufspannfeld einleiten knnen.5.1.3 Aufspannschienen sind so zu bemessen, dass grte vertikale Krfte entlang den Schienen im Schienen-abstandsma eingeleitet und in das Aufspannfeld weiterg

27、eleitet werden knnen.5.2 Krfte5.2.1 Die grten von einem Anschlusselement in das Aufspannfeld einzuleitenden Krfte werden bestimmtvon der grten Prfkraft senkrecht oder parallel zur Aufspannflche und durch die Befestigungsart desPrfgerst-Systems. Die Anschlusskrfte sind gestuft in Anlehnung an die grt

28、en Krfte von Kraftanzeige-bereichen.5.2.2 2-Punkt-Befestigung einer PortalsuleKraft je Rasterpunkt in Kilonewton:50 125 250 500 1000Der vierfache Betrag der grten vertikalen Einzelkraft je Rasterpunkt entspricht der grten vertikalenPrfkraft eines Prfgerst-Einzelportals.5.2.3 1-Punkt-Befestigung eine

29、r Portalsule in KilonewtonKraft je Rasterpunkt in Kilonewton:100 250 500 1000Der doppelte Betrag der grten vertikalen Einzelkraft je Rasterpunkt entspricht der grten vertikalenPrfkraft eines Prfgerst-Einzelportals.5.3 Raster- und Abstandsmae5.3.1 Aufspannhlsen und Aufspannkpfe sind im quadratischen

30、Raster mit dem Rasterma 1000mm aufdem Aufspannfeld anzuordnen.Bei kleinen Aufspannfeldern mit einer Kraft je Rasterpunkt von 200 kN knnen die Rastermae 500 mmoder 250 mm angewendet werden.5.3.2 Aufspannschienen sind in Abstnden von 1 000 mm oder 500 mm anzuordnen.5.4 Toleranzen (bezogen auf Rasterma

31、 1000 mm)5.4.1 Abstand zwischen RasterpunktenGrenzabmae des Abstandes zweier Rasterpunkte ber ein Rasterma 1,0 mm,Grenzabmae des Abstandes zweier Rasterpunkte ber ein Rasterma 2,0 mm.5.4.2 Ausrichtung der RasterpunkteGrenzabmae der Geradheit dreier Rasterpunkte ber zwei Rastermae 1,0 mm,Grenzabmae d

32、er Geradheit dreier Rasterpunkte ber zwei Rastermae 2,0 mm.5.4.3 Winkligkeit der RasterpunkteGrenzabmae der Rechtwinkligkeit dreier Rasterpunkte ber je ein Rasterma 1,0 mm.DIN 51231-1:2001-1265.4.4 Hhendifferenz der RasterpunkteGrenzabmae der Hhendifferenz zweier Rasterpunkte ber ein Rasterma 0,5 mm

33、,Grenzabmae der Hhendifferenz zweier Rasterpunkte ber fnf Rastermae 1,0 mm.6 BemessungsregelnDie fr die Bemessung von Aufspannfeldern magebenden ueren Krfte und Momente sind zwischen demHersteller und dem Anwender festzulegen. Sie ergeben sich aus den grten Prfkrften und -momenten, denProbenabmessun

34、gen, den Versuchsarten und den Abstnden der Aufspannpunkte, an denen uere Krfte indas Aufspannfeld eingeleitet werden (Beispiel siehe Anhang A). Bei der Bemessung sind die Bauform und dieArt der Grndung zu bercksichtigen.Die Reaktionskrfte und -momente aus der Probenbeanspruchung mssen als Anschluss

35、krfte und -momentean mehreren Stellen gleichzeitig und gegebenenfalls in unterschiedlichen Richtungen in das Aufspannfeldeingeleitet werden knnen.Die aus der Einleitung uerer Krfte oder Momente im Aufspannfeld entstehenden grten Momente sind inLngs- und Querrichtung als durchlaufende Momente mit bei

36、den Vorzeichen wirkend der Bemessungzugrunde zu legen. Treten die grten Momente in Lngs- und Querrichtung gleichzeitig auf, so sind sie mitentgegengesetzten Vorzeichen wirkend anzusetzen. Die grte Biegebeanspruchung fr das Aufspannfeldergibt sich aus gleichsinnig lngs und quer wirkenden Biegemomente

37、n, die jeweils mit dem Betrag zumultiplizieren sind.Die grten Momente mssen vom Aufspannfeld an jeder beliebigen Stelle in Lngs- und Querrichtung ineinem dem Rasterma entsprechenden Teilbereich unter Zurechnung einer mittragenden Breite sicheraufgenommen werden.Die grte Querkraft, die in ein Aufspan

38、nfeld bei einem Druckversuch mit grter Prfkraft eingeleitet wird,muss von einem Abschnitt aufgenommen werden, den vier Aufspannpunkte einschlieen.Der Bemessung von Aufspannfeldern sind schwellende Beanspruchungen mit 75 % und wechselndeBeanspruchungen mit 50 % der grten zgig wirkenden Prfkrfte oder

39、-momente zugrunde zu legen.7 BezeichnungAufspannfelder sind nach den in Lngs- und Querrichtung bertragbaren grten Momenten in kNm, dengrten zgig wirkenden Anschlusskrften je Rasterpunkt senkrecht und parallel zur Aufspannflche in kNund dem Rasterma in mm zu bezeichnen.Rasterma der Anschlusselemente

40、von 1 000 mm,Anschlusskraft parallel zur Aufspannflche von 250 kN,Anschlusskraft senkrecht zur Aufspannflche von 500 kN,grtes Moment in Querrichtung 2 000 kNm,grtes Moment in Lngsrichtung 4 000 kNm.BEISPIEL22Bezeichnung AufspannfeldDIN 51231 4 000 2 000 500/250 1 000grtes Moment in Lngsrichtung 4000

41、kNmgrtes Moment in Querrichtung 2 000 kNmAnschlusskraft senkrecht zur Aufspannflche von 500 kNAnschlusskraft parallel zur Aufspannflche von 250 kNRasterma der Anschlusselemente von 1 000 mmDIN 51231-1:2001-127Anhang A(informativ)ErluterungenA.1 AllgemeinesDie Tragfhigkeit und die Lebensdauer von Bau

42、elementen und Bauteilen werden von der konstruktiven Gestal-tung, von dem Zusammenwirken verschiedener Werkstoffe im konstruktiven Verbund oder dem gleichzeitigenAuftreten mehrerer Beanspruchungen wesentlich beeinflusst. Zuverlssigen Aufschluss geben nur Versuche anProben, die stoff- und formgetreu

43、im natrlichen Mastab hergestellt werden. Die Vielfalt der Aufgaben und dieDimensionen der zu prfenden Bauteile erlauben es jedoch vielfach nicht mehr, Prfmaschinen herkmmlicherBauart zu verwenden. Fr die Prfung derartiger Versuchskrper werden vorteilhaft Bauteilprfanlagenverwendet, deren Einzeleleme

44、nte denen einer Prfmaschine entsprechen und die baukastenartig, der jeweiligenPrfaufgabe angepasst, zusammengefgt werden knnen.Prfanlagen fr Bauteile werden aus folgenden Elementen aufgebaut:a) Aufspannfelder fr den Kraftschluss zwischen der Prfstckeinspannung und den Reaktionskrften und-momenten au

45、s der Prfstckbeanspruchung.b) Prfgerte fr die Einspannung der Proben und der Beanspruchungseinrichtungen sowie zur Fortleitungder Reaktionskrfte und -momente in das Aufspannfeld.c) Prfzylinder zur bertragung der Prfkrfte auf die Proben bzw. zur Erzeugung der gewnschten Verfor-mungen.d) Krafterzeugun

46、gseinrichtungen einschlielich Steuerungen und Regelungen fr zgige, schwellende undwechselnde Krfte.e) Mess- und Registriereinrichtungen fr Krfte und Verformungen.Die Elemente einer Prfanlage fr Bauteile und die aus den Elementen aufgebaute Gesamtlnge solltenMindestanforderungen erfllen, wie sie z. B

47、. in DIN 51220 als allgemeine Leitlinien zusammengestellt sind.Ferner ist es wnschenswert, die Elemente der Prfanlagen, die fr verschiedene Anwendungszwecke und frunterschiedliche Prfkraftbereiche hergestellt werden, in ein Baukastensystem einzuordnen. Es sollteangestrebt werden, die Elemente versch

48、iedener Hersteller in Bauteilprfanlagen gegeneinander austauschbarzu machen.Es liegt deshalb nahe, die einzelnen Elemente, aus denen Prfanlagen fr Bauteile zusammengestellt werden,zu normen. Unter Bercksichtigung der in den vergangenen Jahren bei Konstruktion, Ausfhrung und Anwen-dung von Aufspannfeldern verschiedener Gre, Bauart und Bauweise gewonnenen Erfahrungen sind indieser Norm die wesentlichen Mindestb