Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017


22.06.2017





Яндекс.Метрика
         » » Натурные испытания зданий и сооружений

Натурные испытания зданий и сооружений

28.11.2015

Резервуары. Возводят резервуары круглого, квадратного и прямоугольного сечения; металлические и железобетонные; из сборного, монолитного или сборно-монолитного железобетона; надземные, полузаглублённые или заглублённые; без предварительного напряжения или предварительно напряжённые; объёмом от десятков кубических м до сотен тысяч; для хранения воды, нефтепродуктов, сточных вод или технологических растворов и т.п.
Испытания отдельных элементов проводят во время строительства, а построенного резервуара - при сдаче в эксплуатацию, а иногда и при эксплуатации. Нагрузками являются: собственный вес, давление грунта снаружи, жидкости изнутри; вес грунта обваловки для заглублённых резервуаров (рис. 6.13). Особенностью работы резервуаров является многократно-повторные действия полезной нагрузки; возможный большой градиент температур, замачивание грунтов основания, гидростатическое давление снизу.
Испытания проводят с целью определения прочности и деформативности конструкций, устойчивости резервуара, проницаемости стен и днища. Для заглублённых резервуаров испытания проводят дважды. Сначала заполняют жидкостью без обваловки грунтом снаружи, а после выдержки в течение нескольких суток жидкость выпускают. Стенки присыпают грунтом по определённой технологической схеме (для недопускания перекосов и местных разрушений конструкций). После выдержки резервуар заполняют жидкостью и наблюдают за показаниями приборов. Такие испытания проводил В.В. Леденёв в 1982 году на курских городских очистных сооружениях. В отдельных случаях (например на просадочных грунтах) производят многократное заполнение резервуара жидкостью с заданной скоростью налива и выпуска, программой эксперимента может быть предусмотрено замачивание основания на определённом этапе испытания.
Определяют: осадку ряда марок по периметру резервуара относительно неподвижного репера; крен; деформации и напряжения в наиболее нагруженных сечениях; скорость фильтрации жидкости; влияние многократно-повторного нагружения на осадку, крен, напряжения в конструкциях; потери предварительного напряжения; прочность бетона и др.
Мосты. На автодорожные или железнодорожные мосты действуют нагрузки от собственного веса, тормозные, температурные, от действия воды, ветра и льда. Прочность и устойчивость уникальных мостов исследуют в аэродинамической трубе для различных стадий строительства в масштабе 1:100...1:250. На модели в течение определённого времени, например, 10 мин, действуют нагрузки, имитирующие ураганные, ветровые при скорости ветра до 250 км/ч. Определяют частоты и формы колебаний, напряжения в элементах, условия появления флаттера настила. Результаты испытаний сравнивают с расчётами для разных этапов строительства. Делают корректировку проекта.
Натурные испытания зданий и сооружений

Одной из наиболее актуальных задач является прогнозирование индивидуального остаточного ресурса конструкций на основе реальных фактических технических характеристик и истории нагружения. Техническая диагностика включает измерение определённых парам, выявление изменения этих парам, сравнение их с исходными. Используют следующие методы диагностики: визуальный осмотр, определение динамических характеристик, изучение напряжённо-деформированного состояния, определение дефектов. Осцилограммы напряжений записывают для наиболее напряжённых точек несущих элементов. На основе статистической обработки осциллограмм выполняют математическое моделирование характера воздействия фактического транспортного потока.
Обследование и испытание эксплуатируемых автодорожных и железнодорожных мостов производят периодически. В качестве нагрузки используют гружёный автотранспорт или железнодорожные составы. Транспорт движется в двух полосах с определённым интервалом в противоположных направлениях с заданной скоростью. По заранее установленным тензодатчикам, тензометрам, прогибомерам определяют деформации в наиболее опасных сечениях элементов и их перемещения. По деформациям вычисляют напряжения. Полученные данные сравнивают с расчётными. При необходимости определяют механические свойства материала конструкций. На основании проведённых исследований принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации моста или необходимости усиления конструкций.
Эксплуатируемые здания. Испытания построенных зданий проводят с целью: изучения совместной работы конструкций с основанием при сложных инженерно-геологических условиях (просадочные грунты II типа, набухающие, вечномерзлые грунты, районы с горными выработками, карстовые и сейсмические районы и др.); разработка мероприятий по восстановлению эксплуатационных свойств.
Неблагоприятные воздействия создают путём неравномерного замачивания для ликвидации просадочных свойств.
Иногда для имитации неблагоприятных воздействий по контуру подземной части устанавливают плоские гидравлические или пневматические домкраты. С их помощью осуществляют местное нарушение контакта с основанием или выравнивают неравномерные осадки.
Для определения усилий, действующих на отдельные сваи, между ними и ростверком при строительстве устанавливают динамометры. Контактные напряжения по подошве ленточных, отдельных или плитных фундаментов измеряют месдозами. Деформации отдельных сечений конструкции определяют тензорезисторами или тензометрами. Перемещения узлов сопряжений чаще всего фиксируют прогибомерами или индикаторами. Кроме того, в фундаментах и стенах устанавливают плитные и настенные марки, перемещения которых измеряют относительно глубинных реперов. Для замеров перемещений зданий используют гидростатическое нивелирование.
Испытание железобетонных плит перекрытия до и после их усиления в действующих зданиях и сооружениях. На рисунках 6.14, 6.15 приведены схемы испытаний.
Натурные испытания зданий и сооружений

Натурные испытания зданий и сооружений

Испытание ферм и балок покрытий до и после их усиления в действующих зданиях и сооружениях. На рисунке 6.16 показана схема испытания с помощью гидравлических домкратов.
Испытание фрагментов зданий. Анализ экспериментов с натурными фрагментами перекрытий и покрытий, составленными из отдельных сборных железобетонных плит или панелей. В процессе испытаний повышали жёсткость фрагментов путём заделки стыков, сварки закладных деталей. Это моделировало стадии монтажа и эксплуатации.
Показано, что при переходе от плоской схемы работы к пространственной происходит перераспределение напряжений в материале и существенная экономия.
Байков В.Н. предложил ряд важных конструктивных решений, усовершенствованны методы расчёта с учётом пространственного характера работы.
Совместную работу фрагментов здания изучали и при динамических нагружениях, имитирующих сейсмические воздействия.
Для условий Сибири была предложена каркасная система «Каскад» из сборных быстро монтируемых железобетонных конструкций. Она состоит из трёхэтажных колонн, предварительно напряжённых широких ригелей таврового сечения с полками внизу и многопустотными плитами с овальными пустотами.
Фрагменты стыковых сопряжений колонн с колоннами и полки с ригелями экспериментально проверяли на прочность, жёсткость и трещиностойкость. Опыты проводили на 1000-тонном гидравлическом прессе. Ввиду появления больших остаточных деформаций рекомендовано применять безусадочные и саморасширяющиеся бетоны. Расчётную жёсткость участков колонн определяли в соответствии с СП52-101-2003. Диаграмма деформирования бетона принята по Еврокоду с нисходящим участком.
Определяли характер разрушения и трещинообразования.
Результаты исследований прочности и жёсткости вертикальных и горизонтальных стыковых соединений панельных конструкций. Показаны усилия и воздействия вертикальных и горизонтальных стыковых соединений панельных зданий. Приведены конструктивные решения и методы расчёта, усилия, возникающие в стыках, результаты многочисленных крупномасштабных экспериментов. Цель опытов - проверить несущую способность типовых вновь проектируемых панельных зданий. Испытаны различные типы и размеры стыков, в том числе, при действии знакопеременной нагрузки, без искусственной и с искусственной трещиной. Определены характерные виды разрушения стыков и шпонок, жёсткости соединений.
Заслуживает интереса методика проведения длительных испытаний на сдвиг, ползучесть и усадку.
Примером организации экспериментально-теоретических исследований могут служить работы, выполненные под руководством В.И. Колчунова и Н. В. Клюевой. Целью являлась разработка практических методов расчёта живучести предварительно напряжённых железобетонных балочных систем в запредельных состояниях. Предполагали внезапное выключение одного из несущих элементов. Изучали особенности деформирования, трещинообразования, колебаний и разрушения элементов, влияние динамических воздействий на механические характеристики бетона и стали. Результаты сравнивали с теоретическими значениями с использованием статико-динамических диаграмм состояния железобетона.
Полученные данные дополнены результатами численных исследований по оценке влияния предварительного напряжения, метода его создания, степени статической неопределимости, физической и геометрической нелинейности, местоположения выключаемого из работы элемента.
Для проведения исследований был использован комплекс контрольно-измерительной и вычислительной техники.
Экспериментальные исследования работы нижних поясов рам с непрерывной напрягаемой арматурой позволили В.А. Филиппову разработать ряд серьёзных конструктивных решений.
Реализация результатов измерения осадок зданий и сооружений. В ряде случаев решается обратная задача: по данным определения осадок 30-ти зданий определяли жёсткостные характеристики элювиальной породы: модуля деформации и коэффициента постели.
Даны рекомендации для ГОСТ, СНиП и СП по корректировке парам, необходимых при расчёте осадок фундаментов и взаимного их влияния.