Цели и задачи натурных испытаний конструкций зданий и сооружений. Выбор схемы загружения при статических испытаниях.

Испытания выполняются с целью:

- определения влияния динамических нагрузок на прочность, выносливость, жёсткость и трещиностойкость строительных конструкций;

- оценки возможности установки на конструкциях механизмов, создающих динамические воздействия, чтобы не допустить резонанс и вредное влияние вибраций на ход технологических процессов и на условия труда, когда колебания оказывают отрицательное физиологическое воздействие на организм человека;

- разработки мероприятий по уменьшению колебаний;

- проверки расчётных характеристик и качества, серийно изготавливаемых и эксплуатируемых конструкций по частоте и интенсивности затухания собственных колебаний;

- проверка научных гипотез;

- проверка несущей способности новых изобретённых конструкций.

Выбор схемы загружения

Выбранная схема распределения нагрузок должна обеспечить появление в исследуемых элементах напряжений и деформаций, достаточных для выявления определяемых характеристик, но при этом следует учитывать имеющиеся реальные возможности и наличие определенных видов загрузочных приспособлений и стоимость испытания. Последнее очень существенно, поскольку уменьшение требуемой нагрузки упрощает и удешевляет процесс проведения испытаний и позволяет укладываться в более короткие сроки при нагружении и разгрузке.

 

Рисунок 9.1. – Схемы испытания монолитной разрезной плиты: а – фактическая нагрузка в натурных условиях; б – эквивалентная распределенная нагрузка; в – эквивалентная сосредоточенная нагрузка

На рис.9.1 приведены схемы испытания монолитной разрезной плиты перекрытия. Такие эквивалентные схемы испытания экономичны по трудозатратам и стоимости, а также удобны как для контроля за испытательной нагрузкой, так и для автоматизации испытаний.

 

 

60. Сущность магнитометрического метода обследования конструкций. Определение нор­мативной прочности кирпичной кладки.

С помощью магнитометрического метода можно определить расположение и сечение арматуры, размер защитного слоя бетона. Магнитометрический метод обследования основан на взаимодействии магнитного поля с введенным в него ферромагнетиком (металлом).

Дли измерения толщины защитного слоя бетона, определения диаметра арматурного стержня применяют измеритель защитного слоя ИЗС-2 или ИЗС-3. Прибор собран на полупроводниках, имеет выносной щуп. Щуп представляет собой преобразователь трансформаторного типа, состоящий из двух частей, в каждой из которых вмонтированы две индукционные катушки. Индикатором прибора служит микроамперметр.

Для определения мест расположения скрытых стальных конструкций и их сечения применяют магнитометрические методы исследования. Для этой цели служат приборы ИСМ (измеритель сечения металла) МИ-1 (металлоискатель).

Прибор ИСМ состоит из двух генераторов высокой частоты, усилителя-ограничителя, второго ограничительного каскада, дифференцирующего контура и индикатора. С первым генератором соединен выносной щуп. Второй генератор является эталонным. Индикатором служит микроамперметр М-24. При поиске скрытого металла щуп перемещают в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстоянии 5...7 см от поверхности конструкции. Наличие металла обнаруживается по отклонению стрелки индикатора. Для определения точного места нахождения металла щупом совершают возвратно-поступательные движения до максимального отклонения стрелки микроамперметра. Положение металла отмечают риской на поверхности конструкции. Для определения сечения стальной балки и расстояния от балки до поверхности конструкции на подвижную планку щупа устанавливают эталонный брусок толщиной 2,5 см. Полученные показатели (без толщины эталонного бруска) записывают в журнал, по таблице, расположенной на внутренней стороне крышки прибора, находят номер профиля балки.

Определение нор­мативной прочности кирпичной кладки

Прочность каменной кладки зависит от прочности камня и раствора. Для определения прочности кирпича из механических приборов, применяемых для контроля прочности бетона, можно использовать те, которые основаны на измерении упругого отскока ударника. Приборы, основанные на получении отпечатков на поверхности испытываемого образца (в том числе эталонный молоток К.П. Кашкарова), для кирпича непригодны, так как его поверхность при ударе разрушается и размер отпечатка нельзя зафиксировать.

Прочность раствора в швах можно определить склерометром СД-2. Принцип его действия такой же, как и молотка К.П. Кашкарова, но вместо стального шарика в нем встроен стальной диск диметром 20 мм и толщиной 1 мм. По соотношению размеров отпечатка на растворе и на эталоне с использованием тарировочной кривой находят прочность раствора.

Есть возможность определения прочности каменных кладок с помощью импульсивного ультразвукового метода. Однако даже в кладке из полнотелого кирпича при отсутствии каналов имеются вертикальные швы, плохо заполненные раствором. Этим методом можно выявить наличие каналов и пустот в кладке, найти глубину трещин, оценить прочность отдельных камней.

61. Основные группы динамических испытаний. Порядок проведения динамических ис­пытаний.

В соответствии с объектом, задачами и методикой эксперимента, можно выделить три основные группы испытаний динамической нагрузкой:

1) испытание конструкций существующих зданий и сооружений;

2) испытание строительных деталей серийного изготовления;

3) научно-исследовательские испытания.

Указанные испытания выполняются с целью:

- определения влияния динамических нагрузок на прочность, выносливость, жёсткость и трещиностойкость строительных конструкций;

- оценки возможности установки на конструкциях механизмов, создающих динамические воздействия, чтобы не допустить резонанс и вредное влияние вибраций на ход технологических процессов и на условия труда, когда колебания оказывают отрицательное физиологическое воздействие на организм человека;

- разработки мероприятий по уменьшению колебаний;

- проверки расчётных характеристик и качества, серийно изготавливаемых и эксплуатируемых конструкций по частоте и интенсивности затухания собственных колебаний;

- проверка научных гипотез;

- проверка несущей способности новых изобретённых конструкций.

Испытание конструкции динамической нагрузкой является более сложным, чем испытание статической нагрузкой. Эта сложность заключается в том, что испытательная нагрузка и испытательные приборы, применяемые для записи деформаций, представляют собой в большей своей части механизмы, приводимые в движение во время испытания.

Обработку результатов испытания желательно разделить на две части:

1) полевую обработку результатов для оценки правильности протекания эксперимента и для своевременного устранения возможных неполадок;

2) камеральную обработку результатов испытания с вычислением всех намеченных к определению величин: амплитуд и частот колебаний, ускорений, напряжений, динамических коэффициентов и т. п.

Определение частоты свободных колебаний имеет большое значение для правильной эксплуатации исследуемой конструкции.

Определение частоты свободных колебаний конструкции:

Первый способ. Конструкция подвергается отдельному удару, который вызовет ее затухающие (свободные) колебания, и на установленном заранее вибрографе или осциллографе записать виброграмму. Имея запись колебаний и времени, можно подсчитать частоту колебаний исследуемой конструкции. При эксперименте фотоленту прибора следует пускать с достаточно большой скоростью и для подсчета частоты колебаний брать длинный участок записи.

Второй способ. На испытываемом элементе устанавливается вибромашина. Затем приводят её в действие, увеличивая ступенями число оборотов. При каждой ступени оборотов, выждав, пока колебания конструкции примут стабильный характер, делают необходимые записи самопишущими приборами (вибрографом, динамическим прогибомером или осциллографом).Когда частота возмущающей силы вибромашины совпадает с частотой собственных свободных колебаний конструкции, образуется резонанс, который резко выделится на виброграмме возросшими размерами амплитуд.