Методи випробування конструкцій
Виділяють кілька методів випробувань будівельних конструкцій. Випробування конструкцій можна розділити за призначенням, характером зовнішніх впливів, видам випробувань і теоретичної схемою. Розглянемо кожен з методів більш докладно.
За призначенням випробування конструкцій поділяються на:
- випробування новозбудованих споруд або виготовлених конструкцій з метою перевірки їх відповідності проектним і нормативним вимогам щодо несучої здатності, жорсткості, тріщиностійкості і можливості прийняття в експлуатацію;
- випробування експлуатованих споруд з метою виявлення фактичної несучої здатності, жорсткості і тріщиностійкості для висновку про працездатності або в зв'язку з посиленням;
- випробування будівельних конструкцій, пов'язані з науковими дослідженнями, які є, як правило, складовою частиною експериментально-теоретичних досліджень;
- випробування дослідних будівельних конструкцій перед впровадженням їх у масове виробництво;
- випробування періодично відбираються зразків конструкцій, які випускаються на заводах в великих кількостях, з метою перевірки якості застосовуваних матеріалів і виконання правил по виготовленню конструкцій.
Є такі види випробувань конструкцій:
- натурні випробування (виконуються в процесі будівництва, після зведення і під час експлуатації);
- випробування моделей. Цей вид займає важливе місце при створенні нових конструкцій і споруд;
- лабораторні випробування зразків матеріалів.
За теоретичної схемою випробування конструкцій можна поділити на:
- лінійні (розтягнення, стиснення);
- плоскі (вигин);
- просторові.
За характером зовнішніх впливів випробування будівельних конструкцій розрізняються на:
- випробування статичним навантаженням;
- випробування динамічним навантаженням.
У першому випадку конструкції завантажуються нерухомими навантаженнями в певному порядку з наростаючим збільшенням цих навантажень.
Динамічні випробування проводять при змінних або пульсуючих (вібраційних) навантаженнях, що створюються за допомогою спеціальних вібромашин, що переміщаються вантажів або ударних навантажень.
При випробуванні будівельних конструкцій можуть бути поставлені наступні завдання:
- визначення несучої здатності конструкції;
- визначення напруженого стану;
- визначення дійсних деформацій;
- вивчення роботи нової конструкції;
- встановлення впливу дефектів і відступів від проекту на дійсну роботу споруди;
- вивчення роботи існуючої конструкції з метою виявлення обсягів посилення при реконструкції або ремонті;
- розробка методів розрахунку;
- встановлення розрахункової схеми або прихованих резервів міцності.
Організація проведення випробувань конструкцій.
Виконує експериментальні роботи зазвичай доручається спеціальним лабораторіям і станціям. Лише нескладні випробування виконуються силами будівельних, експлуатуючих або виготовляють організацій. Випробуваннями керує підготовлений працівник. Цілі і завдання викладаються в технічному завданні на проведення експериментальних робіт. У ньому ж вказується, скільки і яких конструкцій випробовується, на що слід звернути особливу увагу.
До складу підготовчих робіт випробувань конструкцій входять:
- відбір випробовуваних конструкцій і зразків при проведенні технічного обстеження;
- вивчення технічної документації;
- огляд конструкції перед випробуваннями;
- складання робочої програми і проекту випробувань;
- підготовка випробуваної конструкції, обладнання та приладів.
Відбір або виготовлення зразків виконують при перевірці якості серійно випускаються виробів або при випробуваннях, проведених в наукових цілях. Досвідчені конструкції зазвичай виконуються в трьох примірниках.
При перевірці якості серійно випускаються виробів відбирається один зразок з партії в 100 і більше штук, але не менше двох, якщо в партію входить до 200 виробів (під партією розуміється продукція, що випускається за єдиною технологією без тривалої перерви). Під час приймальних випробувань піддається перевірці елементи конструкції в кількості не менше 5% від їх загального числа. При відборі не слід брати кращі або гірші за зовнішнім виглядом зразки. Зазвичай вибирають зразки рядові.
На відібрані або досвідчені конструкції складається технічна документація, що характеризує застосовані матеріали, дотримання технології виготовлення і відповідність проекту. Наприклад, для залізобетонної конструкції дані про склад бетону, міцність і деформативність арматури, міцність кубиків і дані технічної (проектної) і виконавчої документації.
Огляд складається в перевірці розмірів конструкцій, перетинів елементів і сполук, ретельному огляді поверхні конструкції в цілому з метою виявлення дефектів.
Контрольними вимірами перевіряють загальну геометричну схему конструкції (довжину, розрахунковий проліт, висоту, будівельний підйом, наявність викривлень). Такі роботи виконують за допомогою геодезичних інструментів і дані звіряють з технічною документацією.
При огляді поверхонь виявляють раковини, відколи. Особливу увагу звертають на вузлові з'єднання, стики. Дефекти замальовують в журнал і відзначаються на конструкції. Це дозволяє при випробуванні про¬следіть за подальшим їх розвитком.
Візуальний контроль проводиться за допомогою підсобних приладдя: луп, лінз, дзеркал і перископів для огляду прихованих місць в конструкції.
Якщо в цьому є необхідність, дефекти матеріалу виявляють за допомогою ультразвуку, їм же визначають міцність бетону.
Огляд дає можливість встановити найбільш слабкі і сумнівні вузли, за якими в процесі випробувань ведеться особливе спостереження. В необхідних випадках призначаються місця відбору проб (наприклад, зразків бетону) для їх випробування. Контрольні зразки виготовляються із заготовок, взятих з менш напружених частин конструкції.
Результати огляду заносяться у відомості дефектів, складається акт огляду, в якому фіксуються основні дані технічної і технологічної документації.
Програма випробування будівельних конструкцій
Програма випробувань конструкцій - основний методичний документ, в якому викладаються цілі та методика випробувань, включаючи план і порядок їх проведення, використовувана апаратура. Програма випробування конструкцій будівель неодмінно повинна включати:
- обмірні креслення випробуваної конструкції з фактичними геометричними розмірами, жесткостнимі характеристиками, відомостями дефектів і пошкоджень;
- результати перевірочного розрахунку конструкції на випробувальні навантаження з урахуванням фактичних розмірів елементів. При цьому необхідно обчислити очікувані величини переміщень, зусиль, моментів і деформацій в точках вимірювання, визначити значення навантаження, при якій змінюється характер роботи конструкції, величину руйнівного навантаження;
- визначення кількості ступенів навантаження і розвантаження та величин приросту вимірюваних при випробуванні параметрів;
- встановлення перетинів, вузлів і конкретних точок, в яких будуть виконуватися вимірювання;
- визначення необхідної точності вимірювання та підбір вимірювальної апаратури з необхідними параметрами точності і діапазону.
У програмі випробувань конструкцій повинні бути також передбачені заходи з техніки безпеки, які обов'язково повинні включати:
- інструкцію з проведення випробувань з чітким розподілом обов'язків членів бригади і їх взаємодії;
- план випробувального стенду із зазначенням розміщення агрегатів, небезпечних зон, пульта управління;
- наявність і розміщення страхують пристроїв, що запобігають обвалення випробуваної конструкції і падіння вантажів, пристроїв аварійного скидання навантаження;
- навантаження і розвантаження, що виключають можливість травмування персоналу.
Програму випробувань будівельних конструкцій становлять для отримання достовірних результатів випробувань, які можна порівняти з проектними даними, а також для використання єдиної методики у виконанні випробувань з тим, щоб мати можливість узагальнення результатів випробувань конструкцій, проведених у різний час.