Методы и средства приложения силовых нагрузок при испытании конструкций

Методы приложения силовых нагрузок зависят от тех задач, которые ставятся при проведении испытаний. Испытания проводят как на реальных конструкциях, так и на их макетах и моделях. Цель проводимых испытаний заключается в выявлении несущей способности, жесткости и трещиностойкости конструкций, зданий и сооружений.

Метод испытаний определяется совокупностью правил применения определенных принципов для осуществления испытаний. Эти правила заключаются в создании внешних воздействий, использовании соответствующей измерительной аппаратуры, применении автоматизированных комплексов регистрации и обработки и формы представления результатов испытаний. В настоящее время, когда испытания носят комплексный характер и когда используется дорогостоящая измерительная аппаратура, необходима тщательная подготовка к проведению испытаний: обязательное составление плана проведения исследований, разработка стратегии и тактики испытаний.

Испытания, связанные с обследованием реальных конструкций, зданий и сооружений, проводятся непосредственно на натурных объектах.

Испытания, связанные с опытными объектами, проводятся обычно на испытательных полигонах - территориях, предназначенных для проведения испытаний в условиях, близких к условиям эксплуатации, и обеспеченных необходимым комплексом средств испытаний и обработки результатов.

Для установки объекта испытаний в заданном положении, создания воздействия, съема информации и управления процессов испытаний используются испытательные стенды.

При испытании макетов и моделей, проводимых в стенах научноисследовательских лабораторий, используется в большей части стандартизованное оборудование.

Проведению испытаний предшествует составление технического задания, в котором формулируются цели исследования, создается рабочая программа, подготавливается техническая документация.

Для создания нагрузок при испытаниях используют штучные грузы; сыпучие материалы; емкости, наполненные водой; пневматические подушки; гидравлические и винтовые домкраты. В качестве штучных грузов используются гири, металлические отливки и поковки, бетонные и железобетонные блоки, которые перед испытаниями взвешиваются и маркируются. Для передачи усилий используются также тали, полиспасты, лебедки при включении их в цепь динамометров. Основным требованием, предъявляемым к внешним воздействиям, является их стабильность во времени и возможность надежного контроля их значений.

В лабораторных условиях при испытании моделей и образцов материалов применяется стандартное прессовое оборудование и испытательные машины, которые разделяются на два типа: машины с жестким нагружением, где задается режим деформирования, и машины с мягким загружением, где задается закон изменения силовой нагрузки. Последний тип машин является предпочтительным.

Возможно также сооружение под испытуемой фермой временных под-мостей, которые выполняют двойную функцию. Они предохраняют испытателей от возможных аварий и, кроме того, являются устройствами, позволяющими крепить к ним измерительные приборы. Аналогично прикладывается сосредоточенная нагрузка и к верхним узлам ферм.

При испытании конструкций на полигонах, в лабораториях широко используются для создания сосредоточенных силовых воздействий домкраты.

При проведении испытаний конструкций создаются стационарные или временные стенды.

Стационарные стенды, как правило, представляют собой монолитные железобетонные или металлические конструкции, расположенные на мощном железобетонном монолитном фундаменте. Широкими возможностями обладают лаборатории с силовыми полами и мостовыми кранами высокой грузоподъемности.