ГОСТ Р 59940-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СИСТЕМЫ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Методы испытаний вибродемпфирующих материалов

Vibration isolation systems of buildings and constructions. Test methods of vibration damping materials

ОКС 91.100.99, 91.120.20, 91.120.25

Дата введения 2022-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" - НИИСФ РААСН

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 декабря 2021 г. N 1728-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "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.rst.gov.ru)

Введение

Вибродемпфирующие материалы, в качестве которых применяются маты из эластичных пластмасс (преимущественно пенополиуретан) или резиновых (на основе натурального и синтетического каучука) материалов, широко используются в разных системах, в частности для снижения вибрации в конструкциях посредством поглощения энергии (демпфирования) или изоляции элементов конструкции, связанных с преобразованием, передачей и поглощением энергии. Для оптимального функционирования таких систем важно, чтобы их элементы обладали заданными динамическими свойствами.

Для проектирования систем виброизоляции важно понимать поведение (изменение основных характеристик) материалов при действии не только статической, но и динамической нагрузок различной частоты и амплитуды. Кроме того, в процессе эксплуатации происходит старение вибродемпфирующих материалов, деструкция при воздействии агрессивных сред, появляются остаточные деформации и другие эффекты.

Как показывают результаты проведенных исследований, условия эксплуатации могут приводить к существенным изменениям механических свойств. Например, при отрицательных температурах механические характеристики вибродемпфирующих материалов резко изменяются (динамическая жесткость может возрастать более чем в 1000 раз). Учет изменения основных механических характеристик вибродемпфирующих материалов необходим для проектирования систем виброизоляции, эффективных в широком диапазоне нагрузок на нее, повышения качества и сроков службы систем виброизоляции, обеспечения постоянства заданных характеристик на протяжении всего срока эксплуатации объекта.

При разработке стандарта использованы результаты натурных и лабораторных исследований и измерений, полученных в результате выполнения работ сотрудниками НИИСФ РААСН.

     1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на вибродемпфирующие материалы на основе ненасыщенных резин, насыщенных каучуков, полиуретанов и термопластов, применяемых в системах виброизоляции зданий, сооружений, а также линейных объектов и их элементов, инженерно-технологического, прецизионного и иного оборудования при динамических воздействиях, создаваемых как внешними по отношению к виброзащитной системе, так и внутренними источниками.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает методы определения основных механических показателей (характеристик) вибродемпфирующих материалов, необходимых для расчета и проектирования систем виброизоляции.

1.3 Настоящий стандарт не распространяется на сейсмоизоляторы и системы виброгашения, применяемые для защиты зданий и сооружений от сейсмических воздействий.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 344 Шкурка шлифовальная бумажная для контроля истираемости резины. Технические условия

ГОСТ 4651-2014 (ISO 604:2002) Пластмассы. Метод испытания на сжатие

ГОСТ 9982 Резина. Методы определения релаксации напряжения при сжатии

ГОСТ 12423 (ISO 291:2008) Пластмассы. Условия кондиционирования и испытания образцов (проб)

ГОСТ 14359 Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования

ГОСТ 18321 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 23326 Резина. Методы динамических испытаний. Общие требования

ГОСТ 25015 (ISO 1923:1981) Пластмассы ячеистые и пенорезины. Метод измерения линейных размеров

ГОСТ 26365-84 Резина. Общие требования к методам усталостных испытаний

ГОСТ 27751 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 28840 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ ISO 188-2013 Резина и термоэластопласты. Испытания на ускоренное старение и теплостойкость

ГОСТ ISO 23529 Резина. Общие методы приготовления и кондиционирования образцов для определения физических свойств

ГОСТ Р 9.804 Единая система защиты от коррозии и старения. Изделия и материалы. Методы лабораторных испытаний на стойкость к повреждению грызунами

ГОСТ Р 52892 Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию

ГОСТ Р ИСО 10846-1 Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 1. Общие принципы измерений

ГОСТ Р ИСО 10846-2 Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 2. Прямой метод определения динамической жесткости упругих опор для поступательной вибрации

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

СП 29.13330.2011 "СНиП 2.03.13-88 Полы"

СП 441.1325800.2019 Защита зданий от вибрации, создаваемой железнодорожным транспортом. Правила проектирования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

     3 Термины, определения и обозначения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 10846-1, ГОСТ 12423, ГОСТ 14359, ГОСТ 23326, ГОСТ 27751, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 амплитуда деформации цикла (относительная амплитуда деформации): Отношение максимальной деформации, измеренной от среднего значения деформации, к исходной длине образца.

3.2 амплитуда напряжения цикла: Наибольшее значение переменной составляющей напряжения цикла, равное половине алгебраической разности максимального и минимального напряжений цикла.

3.3 вибродемпфирующие материалы: Полимеры, обладающие высокоэластичными свойствами и вязкостью.

3.4 старение: изменение физико-химических и механических свойств и структуры материалов при эксплуатации и длительном хранении.

3.5 скорость испытания V, мм/с: Скорость сближения опорных площадок испытательной машины во время испытания.

3.6 усталость: изменение физико-механических свойств материала под длительным воздействием циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций.

3.7 температура окружающей среды: Условия окружающей среды, соответствующие обычным атмосферным условиям в лабораториях с неконтролируемыми температурой и влажностью.

Примечание - Фраза "при температуре окружающей среды" относится к температуре воздуха окружающей среды, находящейся в определенных пределах, при этом относительная влажность, атмосферное давление и скорость воздухообмена не рассматриваются. Обычно температура воздуха находится в пределах свыше 18°С до 28°С и обозначается как "температура окружающей среды свыше 18°С до 28°С".

     4 Общие положения

4.1 Система виброизоляции должна обеспечивать долговечность и надежность эксплуатации на установленный ГОСТ 27751 срок эксплуатации защищаемого объекта.

4.2 Оценка качества и надежности вибродемпфирующих материалов, применяемых в системах виброизоляции, должна базироваться на всестороннем анализе их свойств. Применяемые методы испытаний должны отражать основные условия эксплуатации.

4.3 Для расчета и проектирования систем виброизоляции с учетом требований 4.1 необходимы механические характеристики используемых вибродемпфирующих материалов не только начальные, но и их изменение во времени вследствие старения и усталости. Во время эксплуатации система виброизоляции испытывает различные силовые воздействия, воздействие агрессивных сред, что приводит к деградации свойств вибродемпфирующих материалов во времени (старению и усталости).

4.4 Для применения в системах виброизоляции необходимо определить количественное изменение механических свойств вибродемпфирующего материала.

4.5 Для вибродемпфирующих материалов определяют зависимость механических характеристик от параметров окружающей среды. Температура, влажность воздуха, солнечная радиация, кислород, озон, агрессивные среды, параметры приложения нагрузки (скорости нагружения, частота и амплитуда) оказывают существенное влияние на модули упругости, сдвига и коэффициенты потерь.

4.6 Лабораторные испытания образцов следует проводить при перемещениях и/или нагрузках, соответствующих реальным условиям эксплуатации.

4.7 Проведение сравнительных испытаний возможно только в одних и тех же условиях (при одинаковых условиях кондиционирования и испытания, на одном и том же оборудовании, одними и теми же исполнителями).

4.8 Методы испытаний вибродемпфирующих материалов должны четко выделять влияние каждого из факторов деградации механических свойств - старения и усталости.

4.9 При старении свойства вибродемпфирующих материалов могут изменяться как обратимо, так и необратимо. Поэтому перед проведением последующих механических испытаний образцы необходимо кондиционировать.

4.10 Испытания на старение и усталость вибродемпфирующих материалов проводят для последующего определения изменения механических свойств, которые существенны для применения в системе виброизоляции (в соответствии с 4.3).

4.11 Старение ненагруженного и нагруженного вибродемпфирующего материала существенно различается и полученные результаты не подлежат сравнению.

4.12 Оборудование и аппаратура, используемые для механических испытаний, должны обеспечивать выполнение параметров испытаний согласно требованиям к методам испытаний с требуемой точностью.

4.13 Способность приборов и машин поддерживать режим по нагрузке и деформации определяется их податливостью. Податливость приборов и машин выражается отношением величины перемещения (в направлении действия силы) рабочих органов, соприкасающихся с образцом, к величине силы, вызвавшей это перемещение. Машины должны соответствовать группе по предельно допускаемой погрешности измерения нагрузки не ниже 1-У и деформаций - не ниже 1-Д в соответствии с ГОСТ 28840.

4.14 В зависимости от положения в системе виброизоляции вибродемпфирующие материалы испытывают для основного(-ых) направления(-ий) действия нагрузки. Необходимо определять механические характеристики вибродемпфирующих материалов как при сжатии, так и при сдвиге.

4.15 Результаты испытаний, полученные на образцах разных размеров, несопоставимы. Для оценки механических свойств вибродемпфирующих материалов в настоящем стандарте для всего цикла испытаний размеры образцов приняты одинаковые.

4.16 Такие факторы, как скорость испытания и условия кондиционирования образцов, также могут повлиять на результаты. Параметры испытаний следует контролировать и записывать в протокол.

     5 Требования к образцам

5.1 Весь комплекс испытаний по настоящему стандарту в соответствии с 4.7 и 4.15 для вибродемпфирующих материалов необходимо проводить для образцов одинаковых геометрических размеров.

5.2 Поверхность образцов должна быть гладкой, без впадин, трещин, пузырей, раковин, царапин, шероховатостей, наплывов, посторонних включений и других дефектов, видимых невооруженным глазом.

5.3 Образцы должны иметь плоские параллельные поверхности. Образцы не должны быть изогнуты.

5.4 Образцы должны быть очищены от грязи и пыли, жирные и масляные пятна на образцах не допускаются.

5.5 В качестве образцов принимаются квадратные пластины со стороной основания а, мм, кратной четырем толщинам исследуемого материала, 4h, мм.

Примечание - Например, толщина материала 12 мм, тогда для испытания принимаются квадратные пластины со стороной основания: