Статические испытания строительных конструкций

Один из наиболее распространенных методов контроля – испытание строительных конструкций статической нагрузкой. Суть мероприятия – в контроле изменений, которые будут происходить с образцами под действием заданных внешних сил. На деформации влияют:

  • степень прилагаемых усилий;
  • технические характеристики строительного материала;
  • геометрия опытных сооружений;
  • особенности применяемых схем воздействия. 

Для проведения опытов потребуется заранее подготовленная программа с определенным регламентом, а также полными данными о материалах и их особенностях; количестве и качестве нагрузок; видах и местах расположения измерительных приборов. Специалисты компании «Архибилд» располагают необходимым оборудованием и опытом для проведения процедуры «Статические испытания конструкций». Для заказа исследования можно обратиться к менеджеру, связавшись любым удобным способом. 

Требования рабочей схемы

Для начала испытаний потребуется статическая схема, в которой будут отражены важные данные: информация о закреплении проверяемого образца и условиях опирания, а также программа, согласно которой, будут производиться усилия. Эта схема называется «рабочей» и, зачастую, она совпадает с проектным документом конструкции. Если же испытуемая модель была усилена дополнительно или произошли изменения в ее особенностях, рабочая схема создается заново. 

Особое внимание в проекте уделяется устойчивости всех конструкционных элементов и определению максимально выгодного соответствия напряжения с работой исследуемого образца. Неверно приложенные усилия могут дать потерю устойчивости и исказить значение определенного элемента. 

Испытательные нагрузки – это усилия совершаемые в момент проведения проверки, включающие также собственный вес всех деталей объекта. Исследовательские мероприятия проводятся при помощи грузов: слитков, песка, кирпичей, воды. Возможны испытания с применением домкратов и сжатого воздуха. 

Контрольной нагрузкой принято называть величину с предельными значениями. Итоговая оценка качества образцов проводится в соответствии с ее параметрами. После этого этапа опытные модели доводят до разрушения. Делается это для определения наиболее эффективной работы экземпляров и учета тонкостей при создании новых. Например, усиления слабых сторон конструкции или, напротив, облегчения деталей с мощным запасом прочности. 

Испытание конструкций статическими нагрузками предполагает следующий порядок подачи грузов.

  • Пробная подача грузов, не превышающих 25-30% от контрольных параметров. Определенное время конструкция подвергается нагрузкам, потом разгружается полностью. Проверка проводится в 2-3 аналогичных этапа. 
  • Следом осуществляется напряжение ступенчатым способом. Каждый шаг составляет 10-20% от контрольных замеров. Обычно количество ступеней равняется 4-6.
  • После проведения ступенчатых исследований наступает промежуточный этап для затухания изменений. Также в это время совершается отсчет по приборам. Если на образцах образовались первые трещины, их легко отследить при подобной схеме работы. 
  • Достигаются контрольные значения, после чего снова берется перерыв на выдержку. Для деревянных образцов это время составит 24 часа, железобетонным понадобится всего 12. 
  • Производятся замеры трещин и оценка образовавшихся повреждений. 

Особенности размещения оборудования

В зависимости от задач и поставленных целей проверки разнится и размещение технических приборов. Их установка предполагает знание наиболее распространенных точек и сечений, в которых может произойти деформация образца того или иного вида. 

  • Измерение прогибов происходит в середине пролета и вычисляется по конкретной формуле: f=C-(a+b)/2. Также прогибомеры нужно установить и у опор. 
  • Оборудование для измерения деформаций монтируется в тех сечениях, в которых определяется напряжение в бетоне, стали или арматуре. Процедура проводится с учетом деформации волокон в материалах. 

Симметричная установка оборудования по обеим сторонам исследуемого образца даст возможность получить дублирующие сведения. Количество приборов напрямую связано с особенностями испытания. Для научных исследований и опытов потребуется значительно больше оборудования. Однако чрезмерное количество техники может вызвать трудности в наблюдении и контроле. Поэтому так важно стремиться к созданию грамотной схемы расстановки оборудования, применяя его по назначению.  

Специалисты компании «Архибилд» располагают собственной лабораторией для проведения исследовательских работ, а также всей необходимой технической базой. Заказать проверку и провести статические испытания строительных конструкций с профессиональной помощью можно обратившись по телефону организации.

Опытные мероприятия

Перед началом проверки необходимо провести предварительную подготовку образца. А именно: 

  • очистка конструкции;
  • зачистка мест, в которые будет монтироваться оборудование;
  • побелка поверхностей (при проверке железобетонных сооружений);
  • возведение рабочих и страховочных подмостков;
  • установка и проверка системы силового возбуждения;
  • внедрение приборного оборудования в соответствии с принятой схемой;
  • проверка измерительных приборов.

После подготовительного этапа за установленной конструкцией-образцом наблюдают в течение 12-20 часов. После первоначальных замеров переходят непосредственно к испытательной части. 

В процессе работы обязательно ведение ведомости и журнала, в которые вносятся данные об особенностях поведения образца, показания приборов, информация о замерах появившихся трещин. С каждой новой ступенью нагрузки производится осмотр испытываемого образца.

Процедура может быть опасна для персонала, поэтому пристальное внимание следует уделить вопросам безопасности. Страховочные подмости, установленные заранее, должны быть в состоянии принять и выдержать вес обрушившегося образца. При их проектировке нужно учесть наличие зазоров, по которым могут перемещаться люди без опасности для здоровья и жизни. Места для перемещения и нахождения участников проверки необходимо оборудовать максимально удобно: лестницы и перила, навесы и ограждения. Монтаж дистанционного управления техникой также сделает работу более безопасной. 

При испытании построенных или уже эксплуатируемых зданий есть свой ряд особенностей:

  • конструкции не подлежат полному разрушению;
  • проверка проводится непосредственно на месте работ;
  • проектные материалы могут быть не обнаружены вовремя в связи с необходимостью следить за ходом приборов;
  • некоторые элементы не доводятся до предельного состояния, а выводы делаются по появлению в них напряжения, способного привести к результату. 

Полученные данные позволяют сделать выводы о возможности постройки принимать и выдерживать прилагаемые усилия. При необходимости конструкция укрепляется. Если речь идет о надстройке здания, за ходом работ нужно следить непрерывно, чтобы не пропустить опасный момент для всего строения. В финале проведенных работ рекомендуется пройти повторную проверку, чтобы понять, как конструкция справляется с новыми нагрузками. 

Обработка материалов

Производится в два этапа: 

  1. полевая работа с приборными данными (вычисление итоговых результатов, внесение показателей в журналы);
  2. камеральная обработка информации об испытаниях (работа с определенными сведениями, финальное заключение).

Оценить состояние конструкции по прочности можно сравнив теоретическое значение напряжения с полученным экспериментальным результатом. Контроль по жесткости проводится путем сравнения прогибов – их нормативных данных и тех, что были получены эмпирически. 

Чтобы оценить склонность бетона к образованию трещин сравнивают фактический момент из появления при проведении опыта с положенной нормой. К примеру, конструкции I и II категории стойкости к трещинам пройдут испытания в случае, если появление первых деформаций случится при прилагаемых усилиях, которые превысят описанные в проекте. В случае с I категорией нагрузки должны равняться или превышать расчетные; для II категории – нормативные. Для установок III категории раскрытие трещин не должно быть больше 0,1 или 0,3 мм соответственно. 

Отчетная информация

Отчет о проведенной работе должен включать в себя несколько обязательных пунктов: 

  • полная программа проверки, в которой объяснена ее необходимость, методика проведения и предполагаемый прогноз результатов;
  • предварительный расчет прикладываемого напряжения с определением ожидаемых итогов;
  • схему места проведения проверки с указанием размещения опытного образца и приборов;
  • описание хода работ с обязательным перечнем непредвиденных особенностей в случае их появления;
  • итоговые результаты.