Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений

Испытание и обследование материалов, конструкций, зданий и сооружений

 

 

Методические указания

 

Ухта, УГТУ, 2014

 

 

УДК 69.058(075.8)

ББК 38.7-02 Я7

Г 71

 

Горяева, Г. Н.

Г 71 Обследование, испытание и реконструкции зданий и сооружений. Испытание и обследование материалов, конструкций, зданий и сооружений. [Текст]: метод. указания / Г. Н. Горяева. – Ухта: УГТУ, 2014. – _69_ с.

 

Методические указания предназначены преподавателям для проведения практических занятий и студентам для оформления контрольных работ для бакалавров направления 270800.62 Строительство.

Методические указания охватывают основные разделы дисциплины «Обследование, испытание и реконструкции зданий и сооружений».

Содержание практических занятий соответствует рабочей программе.

УДК 69.058(075.8)

ББК 38.7-02 Я7

 

 

Методические указания рассмотрены и одобрены заседанием кафедры промышленного и гражданского строительства от __________, пр. № ___.

 

Рецензент: Л. А. Ерохина, к. т. н., профессор кафедры промышленного и гражданского строительства Ухтинского государственного технического университета.

 

Редактор: Н. С. Майорова, доцент кафедры промышленного и гражданского строительства Ухтинского государственного технического университета.

 

В методических указаниях учтены предложения рецензента и редактора.

 

План 2014 г., позиция ____.

Подписано в печать ___________. Компьютерный набор

Объем ______ с. Тираж 120 экз. Заказ № _____.

 

 

© Ухтинский государственный технический университет, 2014

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.

Типография УГТУ.

169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.

Введение

Для получения профессиональных навыков студентами четвертого курса направления 270800.62 Строительство по дисциплине «Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений» в соответствии с рабочим учебным планом проводятся практические занятия.

Данные методические указания предназначены в помощь преподавателям для подготовки и проведения практических занятий, а также могут быть использованы студентами для оформления и защиты лабораторных работ.

Методические указания могут быть также полезны для магистрантов и аспирантов при выполнении экспериментальной части диссертаций, для сотрудников лабораторий кафедры и строительных организаций при проведении испытаний конструкций для изучения физико-механических и технических характеристик строительных материалов, изделий и конструкций.

Контрольные работы охватывают наиболее важные разделы программы дисциплины «Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений»: испытания строительных конструкций неразрушающими методами (практическое занятие № 1); нагрузочные устройства для создания статических воздействий (практическое занятие № 2); нагрузочные устройства для создания динамических воздействий (практическое занятие № 3); измерение защитного слоя бетона (практическое занятие № 4); растяжение образца арматурной стали с построением диаграммы (практическое занятие № 5) и т. д.

Выполнение практических работ на занятиях и оформление их в виде контрольных работ самостоятельно, позволит студентам закреплять теоретические знания, полученные при изучении дисциплины «Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений», овладевать навыками экспериментальных исследований, учиться анализировать и оценивать полученные результаты.

Перед выполнением практических работ студенты должны изучить соответствующие разделы курса по учебникам [3, 4, 5] и настоящие методические указания.

 

 

Практическая работа № 1

Приложение №1

Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и марками:

ГОСТ-26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые»

 

Класс бетона по прочности	Средняя прочность бетона, кгс/см^2	Ближайшая марка бетона по прочности
В 3,5	45,8	М50
В 5	65,5	М75
В 7,5	98,2	М100
В 10	131,0	М150
В 12,5	163,7	М150
В 15	196,5	М200
В 20	261,9	М250
В 22,5	294,5	М300
В 25	327,4	М350
В 26,5	359,9	М350
В 30	392,9	М400
В 35	458,4	М450
В 40	523,9	М550

Лабораторная работа № 2

 

Лабораторная работа № 3

 

Лабораторная работа № 4

Лабораторная работа № 5

Лабораторная работа №3

«Растяжение образца арматурной стали с построением диаграммы».

1. Испытание образца из углеродистой стали.

 

1.Координаты диаграммы растяжения:

2. Построение диаграмм растяжения по найденным координатам.

3. Протокол испытания.

 

№ п/п	Снимаемые параметры	Обозначения	Вычисления	Численная величина
Исходные данные
	Рабочая длина образца до испытания (мм)	l0	замер
	Диаметр образца до испытания (мм)	d0	замер
	Площадь поперечного сечения образца до испытания (мм^2)	F0
Результаты испытаний
	Нагрузка, соответствующая площадке текучести (кН)	Рт	по диаграмме
	Максимальная нагрузка при испытании (кН)	Рmax	по диаграмме
	Нагрузка в момент разрыва (кН)	Pk	по диаграмме
	Рабочая длина образца после испытания (мм)	lk	замер
Расчетные характеристики прочности и пластичности
	Физический предел текучести (Н/мм^2)	σт	σ= (Н/мм^2)
	Временное сопротивление разрыву (Н/мм^2)	σв	σ= (Н/мм^2)
	Относительное удлинение(%)	δ	ζ= (ед)

 

2. Испытание образца из низколегированной стали.

 

1. Построение диаграмм растяжения по найденным координатам.

2. Протокол испытания.

 

№ п/п	Снимаемые параметры	Обозна-чения	Вычисления	Числен-ная величи-на
Исходные данные
	Рабочая длина образца до испытания (мм)	l0	замер
	Диаметр образца до испытания (мм)	d0	замер
	Площадь поперечного сечения образца до испытания (мм^2)	F0
	Масштаб диаграммы по деформации (удлинению)	М	-
	Пластическая деформация равная 0,2% от начальной длины образца (отрезок ОВ по оси удлинения) (мм)	ОВ
Результаты испытаний
	Определение графическим методом нагрузки, соответствующей пластическому удлинению образца на 0,2% (кН)	(Рт)0,2	по диаграмме
	Максимальная нагрузка при испытании (кН)	Рmax	по диаграмме
	Нагрузка в момент разрыва (кН)	Pk	по диаграмме
	Рабочая длина образца после испытания (мм)	lk	замер
Расчётные характеристики прочности и пластичности
	Условный предел текучести(Н/мм^2)	(σт)0,2
	Временное сопротивление разрыву (Н/мм^2)	σв
	Относительное удлинение(%)	δ

 

Лабораторная работа № 6

Метод скалывания ребра

5.5. Подготовка изделия для испытаний методом скалывания ребра.

5.5.1. При испытании методом скалывания ребра на участке испытания не должно быть трещин, сколов бетона, наплывов или раковин высотой (глубиной) более 5 мм. Участки должны располагаться в зоне наименьших напряжений, вызываемых эксплуатационной нагрузкой или усилием обжатия предварительно напряженной арматуры.

 

5.6. Подготовка прибора для испытаний методом скалывания ребра

Внимание! Перед началом каждого испытания необходимо привести силовозбудитель в исходное состояние, вращая руко­ятку нагружения против часовой стрелки (вылет винта силовозбудителя в = 100 ± 1мм).

Значительное сопротивление вращению может свидетельст­вовать о нахождении поршня рабочего цилиндра в крайних по­ложениях, когда возможна поломка силовозбудителя.

Запрещается применение удлинительных рычагов.

5.6.1. Вставить силовозбудитель в корпус силовой рамы, совместив отверстие в силовозбудителе с осью защелки и, вращая рукоятку нагружения против часовой стрелки, привести силовозбудитель в исходное состояние, при этом вылет винта силовозбудителя в должен составлять 100± 1 мм.

5.6.2. Вращая штурвал против часовой стрелки вывернуть прижимной винт до упора пятки в кронштейн.

5.6.3. Ввести удлинительные штанги в отверстиях захватов и зафиксировать их фиксатором таким образом, чтобы размер С превышал размер грани контролируемого изделия не более чем на 45 мм.

5.6.4. Установить силовую раму с силовозбудителем на контролируемое изделие (см. рис. 5.2) и, вращая штурвал по часовой стрелке до упора пятки в изделие, закрепить его на изделии.

5.6.5. Вставить тягу со скобой в вилочный захват силовозбудителя.

5.6.6. Проверить положение скобы. Если зазор между скалывающей пластиной и изделием более Змм, необходимо тягу со скобой довернуть в шток (один оборот тяги соответствует перемещению скобы на 1мм), если нет зазора между скалывающей пластиной и изделием или размер а менее 20 ± 2мм необходимо отворачивая тягу со скобой на один оборот проверять появление зазора и совпадения размера а с требуемым значением - 20 ± 2мм.

5.6.7. Кнопками ↑, ↓ переместить мигание на требуемый метод испытаний - «Скол ребра» и нажать кнопку ВВОД, после чего на индикаторе высвечивается максимальный размер крупного заполнителя (фракц.) в бетоне контролируемого изделия, с мигающим значением 20 мм.

Заполн. фрак: < 20, 30, 40 мм

5.6.8. Нажатием кнопок ↑, ↓ установите мигание на требуемый (предлагаемый) размер заполнителя и нажать кнопку ВВОД. При этом в формулу (3.2) для вычисления прочности бетона вводится значение коэффициента m=1,0 (1,05 или 1,1) После чего индикатор имеет вид, например:

Тип изделия: балка

В этом экране пользователь имеет возможность выбора типа изделия, подвергаемого испытаниям, для сохранения в памяти вместе с результатом измерения.

Кнопками ↑, ↓ вывести на индикатор тип изделия, подвергаемого испытаниям и нажать кнопку ВВОД.

5.6.9. По окончании ввода исходных данных на индикаторе высвечивается сообщение:

Подкл. датч. Провед. изм.

Если электронный блок подключен кабелем к силовозбудителю, нажатием кнопки ВВОД произвести автоподстройку прибора, после чего индикатор имеет вид, свидетельствующий о готовности прибора к проведению испытаний:

 

>>> 0,2 P= 00,00 кН

 

 

 

Рис. 5.2. Общий вид прибора ПОС-50МГ4 «Скол» в комплектации «Скалывание ребра»

 

5.7. Выполнение испытаний методом скалывания ребра

5.7.1. Произвести испытание, для чего вращать рукоятку нагружения по часовой стрелке таким образом, чтобы скорость нагружения находилась в пределах, установленных ГОСТ 22690 (от 0,5 до 1,5кН/сек).

Нагружение производится до разрушения бетона, либо до контроль­ного усилия.

5.7.2. Скорость нагружения индицируется в верхней строке ин­дикатора в процессе испытаний, одновременно с нагрузкой.

Рекомендованная стандартом скорость нагружения 0,5... 1,5 кН/сек индицируется символами □ □ □ □... и ограничена символами >>> (ско­рость нагружения увеличить) и <<<(скорость нагружения уменьшить).

5.7.3. Для получения соответствующей прочности бетона необ­ходимо нажать кнопку ВВОД. При этом производится вычисление прочности бетона по формуле (3.2) и запоминание результата испы­таний. Индикатор имеет вид, например:

↗ Rk=38,3 МПа 0,2 Pk= 18,74 кН

 

Значения R_k и Р_k заносятся в память прибора и маркируются типом изделия, датой и временем испытания.

5.7.4. Для проведения повторных испытаний на том же изделии без изменения исходных данных необходимо повторно нажать кнопку ВВОД, произвести автоподстройку согласно п. 5.6.10. и выполнить испытания в соответствии с п.п. 5.7.1...5.7.3.

5.7.5. Результаты испытаний занести в протокол.

 

 

Лабораторная работа № 7

Таблица 1

Категория техниче­ского состояния	Описание технического состояния	Относительная надеж­ность	Повреж­денность
	Хорошее. Исправное состояние конструкций. Отсутствуют видимые повреждения. Выполняются все требования действующих норм и проектной документации. Необходимости в ремонтных работах нет.
	Удовлетворительное. Работоспособное состояние конструкций. Поврежденность слабая. Несущая способность конструкций обеспечена, требования норм по предельным состояниям II группы и долговечности могут быть нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется устройство антикоррозийного покрытия, устранение мелких повреждений.	0,95	0,05
	Не совсем удовлетворительное. Ограниченно работоспособное состояние конструкций. Поврежденность средняя. Суще­ствующие повреждения свидетельствуют 0снижении несущей способности отдельных конструкций. Для продолжения нормальной эксплуатации требуется ремонт по устранению повреждённых конструкций.	0,85	0,15
	Неудовлетворительное. Неработоспособное состояние конструкций. Поврежденность сильная. Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности к эксплуатации конструкций. Требуется капитальный ремонт с усилением конст­рукций. До проведения усиления необходимо ограничение действующих нагрузок. Эксплуатация возможна только после ремонта и усиления.	0,75	0,25
	Аварийное. Существующие повреждения свидетельствуют о возможности обрушения конструкций. Требуется немедленная разгрузка конструкций и устройство временных креплений, стоек, подпорок, ограждений опасной зоны. Ремонт в основном проводится с заменой аварийных конструкций.	0,65	0,35

 

Оценка технического состояния зданий и инженерных сооружений на ос­нове имеющихся в них повреждений приведена в таблицах 6...22 главы 8.

Пример

Требуется определить техническое состояние многоэтажного железобетонного каркасного промышленного здания по данным визуального обследования.

На основании обследования выявлены следующие повреждения конструкций:

выветривание раствора кирпичной кладки стен, разрушение кирпичной кладки несущих стен в местах карнизов и водосточных труб на глубину до 12 см (полкирпи­ча), что при толщине стены 51 см составляет 12/51 100% = 23%, в отдельных плитах перекрытий нормальные трещины с шириной раскрытия в растянутой зоне до 0,3 мм.

Определяем по табл. 7 категорию технического состояния конструкций:

- выветривание кладки стен соответствует 2 категории состояния. Однако для отдельных участков стен в местах карнизов и водосточных труб с разру­шением кладки 23% толщины стены состояние соответствует 4 категории;

- железобетонные плиты, имеющие трещины шириной 0,3 мм, имеют 2 кате­горию состояния.

По максимальному повреждению на основании табл. 7 техническое состояние здания по надёжности относится к 4 категории (неудовлетворительное). Для продолжения эксплуатации здания требуется провести ремонт по устранению разрушенной кладки стен.

Пример

Требуется определить техническое состояние крупнопанельного жилого дома по данным визуального обследования.

В ходе обследования были выявлены следующие повреждения: в отдельных местах отслоение облицовки цоколя и фактурного слоя панелей стен, выветривание раствора швов панелей стен, трещины в перегородках до 10 мм в местах сопряжения с потолками и стенами, трещины в швах до 1 мм между плитами перекрытий.

На основании табл. 6 главы 8 категория технического состояния повреждённых конструкций составляет:

- для цоколя и панелей стен - 2 категория;

- для стыков панелей - 2 категория;

- для перегородок с трещинами - 3 категория;

- для плит перекрытий - 2 категория.

Здание относится к 3-й категории технического состояния (не совсем удовлетворительное).

Для продолжения нормальной эксплуатации здания следует выполнить ремонт.

 

 

Пример

Требуется определить техническое состояние железобетонного аэротенка по данным визуального обследования.

На основании обследования выявлены следующие повреждения конструкций: в наружных и внутренних стенах следы коррозии распределительной арматуры, в большинстве конструкций ходовых мостиков аэротенка отмечается снижение прочности бетона до 30% от размораживания.

Определяем по таблице 9 техническое состояние сооружения, которое может быть отнесено к 3-й категории , что говорит о необходимости проведения ремонта.

 

 

Лабораторная работа № 8

Лабораторная работа № 9

СОДЕРЖАНИЕ

СТР.

1. Лабораторная работа №1

Испытания строительных конструкций неразрушающими методами. 4

2. Лабораторная работа №2

Нагрузочные устройства для создания статических воздействий. 12

3. Лабораторная работа №3

Нагрузочные устройства для создания динамических воздействий. 20

4. Лабораторная работа №4

Измерение защитного слоя бетона. 27

5. Лабораторная работа №5

Растяжение образцов арматурной стали с построением диаграммы.

(ГОСТ 12004-81). 33

6. Лабораторная работа №6

Измерение прочности бетона неразрушающим методом. 42

7. Лабораторная работа №7

Определение технического состояния сооружений по внешним

признакам. 55

8. Лабораторная работа №8

Разрушение сооружений вследствие внезапных отказов. 60

9. Лабораторная работа №9

Прогнозирование долговечности сооружений. 66

 

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений