Испытательное оборудование для определения несущей способности. Методика испытаний

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Восточно-Казахстанский Государственный Технический Университет имени Д. Серикбаева

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра строительных материалов, стандартизации, сертификации и профессионального обучения

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ

Тема: «Испытательное оборудование для определения несущей способности. Методика испытаний»

Выполнил студент группы 11-МС-1

Мальченко Ирина

Принял преподаватель:

Тергенбаева Д.А.

г. Усть-Каменогорск 2012г.

ВВЕДЕНИЕ

Несущая способность -- максимальная нагрузка, которую могут нести строительные конструкции, их элементы, а также грунты оснований без потери их функциональных качеств.

В зависимости от объекта и цели испытаний устанавливаются:

1. Несущая способность, характеризуемая нагрузкой, при которой наступает потеря прочности или устойчивости объекта испытания;

2. Жесткость, характеризуемая значениями перемещений, предельными с точки зрения возможности нормальной эксплуатации объекта;

3. Трещиностойкость (в первую очередь для бетонных и железобетонных конструкций); трещины должны или вообще не появляться или раскрытие их не должно исчерпать или затруднять эксплуатацию вследствие потери непроницаемости, развития коррозии и т.д.; при определении трещиностойкости устанавливают также значение нагрузки, при которой образуются трещины, допустимые по условиям эксплуатации.

1. Задачи испытаний

В настоящее время существуют четыре разновидности испытаний: приемочные испытания, испытания эксплуатируемых объектов, испытания конструкций и деталей при их серийном производстве, научно-исследовательские испытания.

1. При приемочных испытаниях (при передачи законченных сооружений в эксплуатацию и промежуточных приемках в процессе строительства) проверяются состояние объекта и соответствие показателей его работоспособности проектным и нормативным требованиям.

2. Испытания уже эксплуатируемых сооружений проводятся:

· для проверки возможности продолжения нормальной службы объекта под эксплуатационной нагрузкой;

· для проверки эксплуатационной надежности объекта при появлении значительных повреждений, например, после пожара и в других аналогичных случаях, ставящих под сомнение работоспособность сооружения;

· для выяснения возможности повышения эксплуатационной нагрузки при реконструкции объекта или изменения характера его использования.

3. Испытания конструкций и деталей при их серийном изготовлении выполняются путем выборочных испытаний отдельных образцов (продукции) с доведением до разрушения. Задачей испытаний в данном случае является установление фактической несущей способности и других характеристик испытываемых образцов либо продукции с распространением полученных результатов на всю изготовленную партию.

4. Научно-исследовательские испытания и испытания опытных объектов проводятся:

· при применении новых конструктивных решений и при апробации новых методов расчета;

· при использовании новых строительных материалов с характеристиками, требующими проверки под действием нагрузки;

· при особых режимах эксплуатации, например в полярных или субтропических условиях, под действием волн и морской воды и т.д. Такие испытания могут производиться непосредственно в натуре или лабораторным путем с искусственным обеспечением необходимого режима.

1.1 Выбор элементов для испытания

При приложении нагрузки к сооружению в работу вовлекаются все его конструктивные элементы или лишь отдельные их совокупности, ближайшие к месту загружения. Так, нагрузка, приложенная к проезжей части моста в любом месте по длине его пролета, обусловливает появление внутренних сил во всех элементах поясов и решетки несущих ферм; не включаются в работу лишь отдельные так называемые «нулевые» стержни. При испытаниях подобного рода сооружений нескольких положений нагрузки бывает достаточно для обеспечения интенсивной работы всех главнейших элементов. Задача выбора элементов при назначении программы испытаний сводится в данном случае к решению вопроса, где именно целесообразнее размещать измерительные приборы для оценки работоспособности и состояния сооружения в целом.

С иным положением приходится иметь дело в большинстве объектов промышленного и гражданского строительства, составленных обычно из многочисленных однотипных элементов в определенном их сочетании. Так, например, в многоэтажном промышленном здании каркасного типа нагрузка, приложенная на небольшом участке какого-либо из перекрытий, передается на фундаменты через ближайшие ригели и колонны; колонны и ригели, удаленные на несколько пролетов от места загружения, почти не вовлекаются в работу. Слабо или совсем не деформируются примыкающие ненагруженные плиты того же перекрытия, и практически совершенно не работают перекрытия других этажей.

При исследованиях подобного рода сооружений выбор элементов для испытания связан непосредственно с выбором места приложения нагрузки. При этом руководствуются следующими соображениями:

1. Количество загружаемых элементов должно быть минимальным, во избежание чрезмерных затрат времени и средств, необходимых для проведения статистических испытаний;

2. Испытаниями должны быть охвачены все основные виды несущих элементов исследуемой конструкции; в первую очередь испытывают элементы, работающие наиболее интенсивно, и элементы с обнаруженными в них дефектами и повреждениями, надлежащая работоспособность которых сомнительна;

3. Отбирают элементы с возможно более четкой схемой статического опирания и закрепления; при прочих равных условиях желательно выбирать элементы, свободные от дополнительных связей с примыкающими частями сооружения, которые могут вносить трудно учитываемые искажения в работу исследуемых элементов.

При отборе образцов серийного изготовления для их контрольных испытаний исходят из следующего. Для суждения о качестве изделий рассматриваемой партии должны быть испытаны наилучшие и наихудшие образцы. Отбор их для статических испытаний производится на основании осмотра, контроля неразрушающими методами и предварительной вибрационной проверки. Усредненная оценка дается по результатам испытания образцов в состоянии, наиболее характерном для большинства изделий данной партии.

1.2 Нагрузка и ее разновидности при статических испытаниях

При статических испытаниях нагрузка должна прикладываться к объекту постепенно, без рывков и ударов, с тем чтобы влиянием сил инерции можно было бы пренебречь. Нагрузки и нагрузочные устройства должны удовлетворять следующим основным требованиям:

· давать возможность четкого определения усилий в испытуемом объекте;

· быть по возможности транспортабельными и не требовать значительной затраты времени для их приложения и снятия;

· при испытаниях с длительной выдержкой должна быть обеспечена стабильность нагрузок, то есть ее постоянство во времени.

На практике все нагрузки при статистических испытаниях можно условно разделить на распределённые и сосредоточенные.

Распределенную нагрузку любой интенсивности можно реализовать на практике на основе применения:

А) сыпучих материалов (песок, щебень, гравий, керамзит);

Б) мелкоштучных грузов;

В) крупноштучных грузов;

Г) системы загружения водой;

Д) системы загружения воздухом.

Сосредоточенную нагрузку можно обеспечить в полевых и лабораторных условиях на основе использования:

А) подвешивания грузов;

Б) системы распределительных устройств;

В) системы натяжных устройств (талий, лебедок, полиспастов и талрепов);

Г) гидравлических и винтовых домкратов.

При этом, в зависимости от задач испытаний (заводские испытания, приемочные, эксплуатационные, аварийные) и вида конструкции, испытательная нагрузка по величине может быть:

· частью нормативной нагрузки (при уточнении расчётной модели несущего элемента);

· полной временной нагрузкой в одном из сочетаний (испытание конструкций I и II категорий трещиностойкости для проверки условий их наступления);

· суммой нормативной временной нагрузки и веса недостающих частей здания (испытания в период возведения здания);

· расчетной временной нагрузкой (приемочные испытания уникальных конструкций особого назначения);

· больше расчетной (приемочные испытания с нагрузкой, большей проектной);

· разрушающей (заводские испытания серийно выпускаемой конструкции).

Схема загружения конструкции должна обеспечить возникновение в исследуемых элементах необходимых напряжений и деформаций. Однако при этом следует учитывать реальные возможности и планируемую стоимость испытаний. Стоимость, трудоемкость и продолжительность испытаний могут быть существенно уменьшены при расположении нагрузки собственно на сооружении.

1.3 Режим испытания

При выборе режима испытания устанавливают:

1) Требуемую интенсивность нагружения;

2) Ступени приложения и снятия нагрузки;

3) Продолжительность ее выдерживания на испытываемом объекте.

1.3.1 Назначение величины испытательной нагрузки

Если сооружения или конструкции после испытания должны быть переданы в эксплуатацию, то испытание не должно ухудшать их состояния. Это значит, что в процессе приложения и выдерживания нагрузки в испытываемом объекте не должны развиваться остаточные деформации и, тем более, нарушения сплошности, которые в обычных условиях эксплуатации не могли бы появиться.

Максимальная испытательная нагрузка, поэтому не должна выходить за установленный предел. Обычно за этот предел принимается расчетная нагрузка в наиневыгоднейшем ее положении, за исключением тех случаев, когда приложение испытательной нагрузки, превышающей расчетную, предусмотрено соответствующими техническими условиями.

В качестве примера можно привести правила приемки стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Емкости, проверяемые на прочность, должны быть заполнены водой до расчетной отметки, а избыточное давление воздуха и вакуум в так называемом «газовом пространстве» резервуара (над залитой жидкостью) должны превышать проектные: избыточное давление на 25%, а вакуум, в зависимости от типа резервуаров, на 25…50%.

При испытаниях опытных объектов, передача которых в эксплуатацию не предусматривается, указанные выше ограничения отпадают, и максимум нагрузки назначается в зависимости от поставленной задачи. Если целью испытания является определение несущей способности или исследование условий появления местных повреждений (трещин, сколов и т.п.),то значения максимальной нагрузки уточняют непосредственно в процессе эксперимента в соответствии с его полученными промежуточными результатами. Однако до начала испытания этот максимум должен быть оценен ориентировочно для подсчета требуемой нагрузки. Последняя должна браться «с запасом» - во избежание задержек в ходе испытания в случае ее недостаточности.

Испытание железобетонных изделий серийного изготовления и отбор контрольных образцов проводятся следующим образом:

· при проверке на прочность контрольная нагрузка принимается равной расчётной, умноженной на коэффициент С, численные значения которого берутся от 1,4 до 2,0 в зависимости от типа конструкции, вида примененного бетона и характера ожидаемого разрушения;

· при проверке на жесткость контрольная нагрузка принимается равной нормативной в наиневыгоднейшем ее положении;

· при проверке на трещиностойкость - для изделий первой категории трещиностойкости нагрузка берется равной 1,05 от расчетной, а для второй категории - 1,05 от нормативной.

1.3.2 Последовательность приложения и снятия нагрузок

Ступени нагружения. При их назначении исходят из того, что, с одной стороны, чем меньше каждая ступень, тем чаще в процессе нагружения могут быть взяты отсчеты по приборам. Графики исследуемых характеристик строятся поэтому более четко (по большему числу точек), это особенно существенно при наличие нелинейной зависимости между нагрузкой и исследуемой характеристикой; с другой стороны, с уменьшением ступеней нагрузки возрастает их общее число, что делает процесс испытания более длительным и трудоемким.

Учитывая эти положения, в каждом конкретном случае приходится находить оптимальное решение.

Так, например, для контрольных испытаний образцов железобетонных изделий серийного изготовления имеются следующие указания:

· при проверке прочности ступени («доли») нагрузки не должны превосходить 10% от ее контрольного (т.е. максимального) значения;

· при проверке жесткости сооружения ступени должны быть не более 20% от соответствующей контрольной;

· при проверке трещиностойкости после приложения нагрузки, равной 90% от соответствующей контрольной, каждая последующая доля загружения, вплоть до момента появления трещин, должна составлять не более 5% контрольной.

Для облегчения обработки результатов испытаний последовательные ступени нагрузки должны быть по возможности одинаковыми.

Начальную ступень нагружения следует брать небольшой (порядка 5%, но не более 10% от ожидаемой максимальной нагрузки), поскольку в начале формирования приложения усилий часть их идет на обмятие подкладок в опорах и под нагрузочными приспособлениями, вытяжку тяг и т.д. Для уменьшения этих потерь прибегают к повторным приложениям и снятиям начальной ступени нагружения. Такие повторные нагрузки полезны также и для проверки возвращения «на нуль» показаний установленных приборов.

При использовании подвижной нагрузки для этой же цели делают пробные обкатки.

Разгрузка. Ступени разгрузки полезно брать такими же, какими же, как и ступени нагружения. Этим существенно облегчается сравнение «прямых» и «обратных» ходов показаний приборов.

Однако для ускорения процесса испытания нередко приходится прибегать к сокращению числа ступеней разгрузки. Их следует тогда брать кратными ступеням нагружения, с тем чтобы совпадение существующих точек прямого и обратного ходов все же сохранялось.

При повторных (циклических) загружениях нагрузка после каждого цикла должна сниматься не полностью, а доводиться до уровня первой (начальной) ступени. Этим обеспечивается необходимая жесткость испытания, поскольку все нагрузочные устройства остаются включенными. При полной же разгрузке не исключена возможность небольших перекосов и смещений нагрузочных устройств, что затрудняет сопоставление получаемых результатов.

1.3.3 Режим выдерживания нагрузки

Для выяснения закономерности приращения перемещений и деформаций после приложения нагрузки обычно бывает достаточна выдержка:

· Для металлических конструкций - от 15 до 30 мин;

· Железобетонных конструкций - около 24 часов;

· Деревянных конструкций - от 12 часов до нескольких суток.

Если перемещения и деформации при постоянной нагрузке в указанные выше сроки не затухают, то время ее выдерживания удлиняется. Если замедления нарастания перемещений и деформаций не наблюдается, то испытываемый объект является негодным для эксплуатации в заданных условиях.

Для выборочных испытаний образцов железобетонных изделий серийного изготовления ГОСТ 8829-60 предусматривает обязательную выдержку:

- при контрольных загружениях на жесткость и трещиностойкость - не менее 30 мин;

- после каждой промежуточной ступени загружения -не менее 10 мин.

Указания о длительности выдержки испытательной нагрузки имеются и в других нормативных документах.

Так, например, при приемке стальных вертикальных цилиндрических резервуаров выдерживание их под гидростатическим давлением осуществляется для емкостей до 5000 м3 включительно - не менее 24 часов, а свыше 10000 м3 - не менее 72 часов.

1.4 Проведение статических испытаний

1.4.1 Подготовительные работы

Большие трудоемкость и стоимость статических загружений, наряду с трудностью (а в отдельных случаях и невозможностью) повторения испытаний, требуют тщательной предварительной обработки их программы. Правильность ее выбора в значительной степени предопределяет как эффективность всей предстоящей работы, так и надежность всех данных, получаемых в результате испытания.

Перед началом испытаний должна быть проведена необходимая подготовка: смонтированы нагрузочные приспособления и подготовлена нагрузка; установлены подмости и ограждения; обеспечено, если это вызывается условиями испытаний, дополнительное освещение мест установки приборов; согласованы перерывы в эксплуатации исследуемого объекта и т.д.

Предварительные подсчеты. Уточняется требуемая испытательная нагрузка и определяются соответствующие этой нагрузке значения перемещений, деформаций, напряжений и усилий, возникающих в исследуемых элементах конструкций.

Такие подсчеты являются продолжением перерасчетов, выполняемых по результатам освидетельствования, и производятся с учетом всех выявленных при этом отступлении от проекта, уточненных характеристик материала, обнаруженных ослаблений и т.д. В сооружениях с неявно выраженной расчетной схемой, допускающей выбор нескольких возможных вариантов, предварительные подсчеты должны быть выполнены по всем этим схемам. Сравнение с результатами испытаний позволяет в дальнейшем выбрать из них схему, наиболее близкую к действительной работе сооружения.

Аналогично поступают в отношении модуля упругости и других характеристик материала, если до начала испытания значения их не могут быть надежно определены. Эти подсчеты ведутся в пределах возможных диапазонов с дальнейшим уточнением фактических значений по результатам испытаний.

1.4.2 Размещение приборов

Перед испытанием составляется схема расположения измерительных приборов с указанием их типа и характеристик. При этом учитываются следующие положения:

1) Измерения наиболее ответственных параметров, определяющих работоспособность сооружения, следует для исключения возможности ошибок дублировать, применяя приборы различного принципа действия. Так, например, прогиб ферм, измеренный с помощью прогибомеров, целесообразно измерять также путем нивелирования;

2) К группам однотипных приборов добавляется контрольный прибор, находящийся в тех же условиях, но расположенный на элементе, не участвующем в работе сооружения. Изменение показателей контрольного прибора позволяет учесть влияние внешних факторов на результаты измерений и внести в них соответствующие поправки;

3) В то же время не следует без особой в этом необходимости увеличивать общее число устанавливаемых приборов, т.к. лишние приборы удлиняют время снятия отсчетов и, не принося особой пользы, усложняют проведение испытаний и обработку их результатов;

4) При прочих равных условиях приборы нужно устанавливать там, где измеряемые показатели достигают наибольших значений. Нецелесообразно ставить приборы в зоне «нулевых» отсчетов (например, тензометры вдоль нейтральной оси изгибаемого элемента), поскольку даже небольшие погрешности измерений в данном случае будут сильно искажать получаемые результаты.

Схемы размещения приборов при измерении прогибов, углов поворота и деформаций с целью оценки одноосного, плоского и сложнонапряженного состояния исследуемой расчетной среды показаны соответственно на рис. 6.4, 6.5, 6.6.



Измерение фибровых деформаций при оценке сложнонапряженного состояния является наиболее сложной задачей, как в методическом, так и в экспериментальном плане, поскольку измерительные приборы должны быть расположены в толще материала и присутствие их не должно вызывать искажений поля напряжений в исследуемой точке.

Направление деформаций в материале в общем случае неизвестно. Для определения величин главных деформаций (3 параметра) и их ориентации (также 3 параметра) требуется установка в зоне каждой исследуемой точки не менее шести приборов. Целесообразно применять для этой цели ( в крупных бетонных массивах) рассмотренные выше струнные тензометры, обеспечивающие в данных условиях получение наиболее надежных результатов.

Во время бетонирования важно сохранить заданную ориентацию устанавливаемых приборов, для чего тензометры крепят к легкому, но прочному каркасу арматурной проволокой. Рядом с каждой группой тензометров помещают контрольные приборы для исключения влияния изменений температуры, усадки бетона и других факторов, вносящих искажения в регистрируемые показания.

1.4.3 Основные работы, выполняемые в процессе испытания

В ходе натурных и лабораторных испытаний строительных объектов или конструкций в обязательном порядке выполняется:

· предварительное загружение испытываемого объекта;

· квалифицированная запись показаний приборов;

· визуальное наблюдение за техническим состоянием испытываемого объекта;

· строгое соблюдение правил техники безопасности при производстве статических испытаний обследуемого объекта.

1) Предварительное загружение испытываемого объекта

Предварительное загружение является начальным, контрольным, этапом испытания. На этом этапе проверяют:

- готовность и надлежащее действие всех подготовительных приспособлений, в первую очередь нагрузочных;

- надежность крепления и правильность показаний установленных приборов;

- окончательно отрабатывают намеченный процесс проведения испытания.

Интенсивность предварительного загружения принимают обычно равной первой ступени нагрузки, предусмотренной программой испытания.

Выявленные во время загружения неудовлетворительно работающие приборы подлежат исправлению или замене. При этом может быть два случая.

Случай1. Исследуется объект, неоднократно подвергавшийся действию внешней нагрузки. В этом случае нет оснований ожидать сколько-нибудь заметного изменения его состояния в результате еще одного загружения перед началом испытаний. Показания всех установленных приборов должны были бы, следовательно, после предварительной нагрузки вернуться к своим первоначальным значениям.

Невозврещение показаний может быть результатом:

- так называемой обкатки, т.е. небольшого вполне допустимого смещения «нуля» прибора при первом цикле загружения. Прибор как бы прирабатывается к объекту и при следующих циклах дает надежные показания;

- дефектной установки (которая должна быть исправлена) или неудовлетворительного состояния самого прибора, подлежащего замене.

Случай 2. Исследуемый объект нагружается впервые. При первом нагружении сооружений и отдельных конструкций возможно появление остаточных перемещений и деформаций, обусловленных обмятием соединений и мест опирания, осадками нагружаемых опор, взаимными смещениями элементов и т.п. невозвращение приборов на нуль после снятия первой нагрузки не может при этом рассматриваться как показатель дефектности их установки.

Для выявления неудовлетворительно работающих приборов в данном случае требуется внимательное наблюдение за изменением показаний как при приложении первой нагрузки, так и при постепенном ее снятии.

2) Запись показаний приборов

Запись показаний приборов должна производится по возможности одновременно по всем установленным приборам.

Наилучшим образом это требование обеспечивается при автоматической регистрации показаний.

При обычной записи число приборов, поручаемых каждому наблюдателю, должно быть по возможности небольшим. После записи показаний по всем приборам рекомендуется делать повторный отсчет по первому из них. Разность двух последовательных показаний дает важную для оценки результатов характеристику интенсивности развития пластических деформаций после каждой ступени нагружения.

Помимо записи показаний приборов должны тщательно отмечаться время записи и условия проведения испытания ( данные об изменениях температуры и других атмосферных факторов, случайные толчки и удары, воспринимаемые исследуемыми конструкциями, и т.п.), которые могут быть использованы при оценке получаемых результатов.

3) Визуальное наблюдение за объектом

Визуальное наблюдение за техническим состоянием нагружаемого объекта необходимо для регистрации всех изменений, происходимых в конструкции в ходе испытания. При этом перед началом испытаний отмечают все трещины, сколы и другие повреждения, обнаруженные в элементах нагружаемых конструкций. После приложения каждой ступени нагрузки производится повторный их осмотр для выявления как вновь появляющихся повреждений, так и степени развития уже имеющихся.

Отметки на поверхности элементов осуществляют нанесением краской тонкой черты рядом с каждой трещиной (но не поверх нее); аналогично с небольшим отступлением обводят контуры сколов и других повреждений. Концы трещин отмечают поперечным штрихом, рядом с которым пишут ступень нагрузки, соответствующую отмечаемой длине трещины. Совокупность таких отметок дает наглядную картину постепенного развития повреждений по мере роста испытательной нагрузки.

Трещины заканчиваются обычно тонкими («волосными») участками, границы которых иногда с трудом просматриваются. Полезно применять в этом случае лупу. Рекомендуется также смачивать поверхности у конца трещины быстроиспаряющейся жидкостью (например, ацетоном): жидкость, попавшая в трещину, испаряется несколько позже, оттеняя, таким образом, предел ее распространения.

Повреждения отмечаются в специальных ведомостях, а также наносятся от руки с примерным соблюдением масштаба на форматках с вычерченной на них разверткой контролируемых деталей. Аналогично должны отмечаться и расхождения в швах и соединениях, искривления и взаимные сдвиги элементов и т.п.

В процессе загружения и после окончания испытания необходима фотосъемка, особенно поврежденных мест. Снимки являются важным документальным подтверждением результатов испытания. Наличие серии таких фотографий значительно облегчает как обработку полученных данных, так и их оценку.

4) Правила техники безопасности

Для обеспечения безопасности при приложении и выдерживании нагрузки должны быть приняты меры на случай разрушения или потери устойчивости испытываемой конструкции.

Для этой цели под нагружаемым объектом устраивают леса, устанавливают стойки и т.п., не касающиеся испытываемой конструкции и не мешающие ее деформации под нагрузкой. Эти предохранительные устройства должны быть достаточно прочны и устойчивы, чтобы полностью воспринять на себя вес нагружаемой конструкции в случае исчерпания ее несущей способности.

Нагрузочные и распределяющие нагрузку устройства также должны отвечать требованиям техники безопасности в отношении их состояния, быть надежно закрепленными и иметь все необходимые защитные ограждения.

В случае необходимости следует предусмотреть меры для быстрого удаления грузов с испытываемого объекта. В этом отношении наиболее удобны саморазгружающиеся устройства, например домкраты, усилия в которых резко падают при внезапном перемещении нагружаемой конструкции в направлении создаваемых с помощью этих домкратов силовых воздействий.

1.5 Анализ результатов статических испытаний

Оценки результатов испытаний выполняются на основании всестороннего их анализа и сопоставления с данными теоретических расчетов, уточненных в соответствии с фактическими размерами, характеристиками материала и состоянием проверяемого объекта.

Наиболее полная оценка может быть дана при рассмотрении результатов испытаний до исчерпания несущей способности. При этом могут быть выявлены следующие основные вопросы:

· каким образом происходит потеря несущей способности: в результате разрушения материала в одном или нескольких основных элементах конструкций; из-за потери устойчивости отдельных элементов или всей конструкции в целом; из-за нарушения работы связей и соединений и т.д.;

· соответствует ли фактическая разрушающая нагрузка теоретической и степень их расхождения;

· соответствуют ли измеряемые во время испытания перемещения и деформации вычисленным теоретически.

На основании анализа характера потери несущей способности могут быть сформулированы рекомендации по усилению выявленных более слабых элементов и узлов в аналогичных конструкциях. Сопоставление фактической и теоретически ожидаемой разрушающей нагрузок дает возможность при превышении разрушающей нагрузки над ее теоретическим значением оценить не учтенные ранее или излишние запасы прочности с вытекающими отсюда практическими выводами. Наступление же разрушения при нагрузке, меньшей теоретической, может свидетельствовать о недоброкачественности примененных материалов при выполнении работ на исследуемом объекте. В обоих случаях расхождение может быть также следствием неправильно выбранной расчетной схемы или методики расчета конструкции.

Окончательные выводы могут быть сделаны на основании анализа и сравнения измеренных перемещений и деформаций с теоретическими, а также рассмотрения условий появления и постепенного развития трещин и других повреждений в объекте испытания во время его загружения.

При испытаниях до разрушения контрольных образцов изделий серийного изготовления ( например, стеновых панелей и других аналогичных элементов и конструкций) выводы по результатам испытаний делают с учетом соответствующих нормативных указаний.

Так, например, если разрушение отобранных для испытания панелей происходит при нагрузке, меньшей 100%, но не меньшей 85% контрольной, то требуется повторное загружение такого же количества образцов. Всю проверяемую партию считают выдержавшей испытание, если при этом повторном опробовании ни один образец не разрушился при нагрузке, меньшей 85%. В противном случае партии бракуют. В панелях, признанных годными по их несущей способности, испытанные пробы не должны превышать контрольные более чем на 10%.

Если в панелях не допускаются трещины по условиям их эксплуатации, а при испытаниях они появляются при нагрузке, меньшей контрольной, то партия приему не подлежит.

Наиболее сложной является оценка результатов испытаний сооружений, предназначенных к эксплуатации, поскольку суждение об их фактической несущей способности и прогнозы в отношении предстоящей их работы приходится в ряде случаев делать на основании приложения к ним нагрузки, не превышающей расчетной. Основными показателями, используемыми при этой оценке, являются перемещения и деформации, измеренные при испытании в результате наблюдений за появлением и развитием трещин и повреждений в нагружаемых конструкциях. При анализе этих данных исходят из следующих соображений:

1) экспериментально выявленное напряженно-деформированное состояние проверяемых конструкций должно соответствовать теоретическому. В тех случаях, когда значения предельных перемещений нормированы по условиям эксплуатации, эти требования должны быть соблюдены;

2) при испытаниях объектов, многократно подвергавшихся силовым воздействиям выявление сколько-нибудь значительных остаточных перемещений и деформаций после приложения и снятия такой же испытательной нагрузки является признаком неудовлетворительной работы сооружения. Причины этого должны быть выявлены и на основании их сделаны соответствующие практические выводы;

3) остаточные прогибы железобетонных впервые нагружаемых конструкций не должны превосходить 1/3 прогиба, измеренного при нормативной нагрузке;

4) существенные заключения могут быть сделаны на основании наблюдений за нарастанием перемещений при выдерживании нагрузки на сооружении и затем постепенным уменьшением их после снятия нагрузки. При нормальной работе сооружения эти изменения должны постепенно затухать; отсутствие явного затухания свидетельствует о неудовлетворительном состоянии сооружения; в случае же ускорения процесса нарастания перемещений во время удерживания нагрузки сооружение по его состоянию должно быть признано негодным для передачи в эксплуатацию;

5) в предварительно напряженных конструкциях после их загружения и обратного снятия нагрузки не должны уменьшаться усилия в предварительно напряженных элементах.

При наличии многочисленных результатов испытаний однотипных конструкций, проведенных в сопоставимых условиях, выводы по ним получают путем статической обработки соответствующих экспериментальных данных.

нагрузка статический прибор испытание

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном мире доступен широкий ассортимент оборудования для определения несущей способности, также имеется большое количество дополнительных принадлежностей, соответствующих различным стандартам и требованиям:

1) S222 KIT

Оборудование для определения несущей способности, 100 кН, с одним индикатором

СТАНДАРТ: CNR N° 146, Метод "A"

В состав входит:

- Гидравлический домкрат до 100 кН, с ручным насосом

- Опорная плита 100мм

- Манометр 0-100 кН, цена деления 0,5 кН

- Устройство со сферической опорой для измерений в центральной точке опорной плиты

- Сборная балка 2,5 м длиной, изготовлена из металла,

- Индикатор с круговой шкалой 25x0,01мм с опорой

- Набор удлиняющих стержней различной длины

- Свинцовый отвес и спиртовой уровень

- Футляр для хранения и переноски.

Вес: около 60 кг

2) S226 KIT

Оборудование для определения несущей способности, 500 кН, с тремя индикаторами

СТАНДАРТЫ: CNR N° 146, Метод "B" / BS 1377:9

Аналогично S223, но:

- Гидравлический домкрат до 500 кН, с ручным насосом

- Манометр диаметром 200 мм, диапазон 0-500 кН, цена деления 2 кН

- Два футляра для хранения и переноски

Вес: около 110 кг

3) Прогибомеры ПСК-МГ4 и ПСК-МГ4.01

Предназначены для измерения линейных перемещений отдельных точек конструкций при нагружении статическими нагрузками - прогиб строительных конструкций (ферм, балок, плит) - а также осадку опор, фундаментов и других конструкций.

Прогибомеры применяются при проведении испытаний строительных конструкций, инженерно-строительных изысканиях и при обследовании зданий и сооружений.

Прогибомер ПСК-МГ4.01 имеет три режима измерений:

- режим Оперативный с занесением в архив результата измерений - нажатием кнопки ВВОД;

- режим Наблюдение с автоматической регистрацией значений прогиба через интервалы времени, устанавливаемые пользователем (от 1 до 60 мин);

- режим Ждущий с автоматической регистрацией значений прогиба во времени, превышающих пороговые (граничные) значения, устанавливаемые пользователем (порог от 1 до 100 мм, длительность от 1 до 72 часов). Прогибомер ПСК-МГ4.01 имеет режим передачи данных на ПК через USB-порт с возможностью их последующего документирования.

Список использованной литературы

1) Землянский А.А. Обследование и испытание зданий и сооружений: Учебное пособие. М.: Изд-во АСВ, 2004. - 141с.

2) ГОСТ 8829-60

3) Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник/Ю.И. Борисов, А.С. Сигов и др.; Под ред. А.С. Сигова. - М. Форум:Инфра-М, 2005.

4) СТ СЭВ 5497-86. УДК 625.73(100).001.4 Группа Ж81. СТАНДАРТ СОВЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ВЗАИМОПОМОЩИ. Дороги автомобильные международные. Определение несущей способности дорожных конструкций и их конструктивных слоев установкой динамического нагружения (УДН).

Размещено на Allbest.ru

...