Практичне заняття №2
Калібрування динамометрів. Калібрування динамометра силовимірювальної машини здійснюють із застосуванням зразкового динамометра, похибка якого виражена у відсотках від граничного значення сили, на яку розрахований динамометр, і становить не більше 0.5% - для повірки динамометрів I класу і 1.0% - для II класу. Калібрування динамометра випробувальної машини здійснюється наступним чином. Зразковий динамометр встановлюють на машині таким чином, щоб напрямок діючої сили на нього збігався з напрямком осі машини. Стрілки динамометра машини і зразкового динамометра суміщають з нульовим діленням шкали. Динамометр завантажують граничним навантаженням і в такому положенні залишають його протягом 5хв. Після цього динамометр розвантажують і перевіряють повернення стрілок на нульове положення. Якщо динамометр силовимірювальної машини знаходиться в задовільному стані, то після його розвантаження стрілка повинна повернутися в нульове положення або відхилитися від нього не більше ніж на половину поділу. В іншому випадку необхідно процес завантаження динамометра повторити. Якщо при повторному завантаженні стрілки знову не повернутися в нульове положення, динамометр підлягає ремонту. Завантаження і розвантаження динамометра до граничного значення навантаження проводять ступенями і повторюють цю операцію не менш як три рази. Число ступенів приймають не менше 5, а навантаження, що відповідає першій ступені завантаження - 10% від повного навантаження. При перевірці робочого динамометра зразковим обидва динамометра встановлюються послідовно та одночасно завантажуються. Порівнюють їх свідчення. При цьому з декікіх показань знаходять найбільш віроятне і відносну похибку у відсотках. Відносна похибка при дії статичного навантаження для динамометрів I класу не повинна бути більше 1%, а II - 2% граничного значення вимірюваної сили. Існує ціла серія зразкових динамометрів, які відрізняються один від одного своїми конструктивними рішеннями.
Практичне заняття № 3
Визначення твердісті металів методом Бринеля
Сутність цього методу полягає в тому, що сталеву кульку визначеного діаметру під дією заданого навантаження вдавлюють у випробуемий зразок. Під цим навантаженням зразок витримують протягом певного часу. Після видалення навантаження вимірюють діаметр відбитку на поверхні зразка або виробу. Число твердості по Бринеллю визначають як відношення навантаження до площі поверхні сферичного відбитка і обчислюють за формулою:
де: Р - навантаження на кульку, кг; D - діаметр кульки, мм; d-діаметр відбитка, мм.
Стандартом рекомендується діаметр кульки 10 мм і час витримки
10 сек. У цьому випадку число твердості за Бринеллєм визначиться без індексу. Наприклад, НВ140. Для інших умов випробувань твердість НВ позначається через індекс, який відображає умови, прийняті при випробуванні, наприклад НВ5/750/30/310 позначає твердість по Бринеллю, що дорівнює 310, яка отримана випробуванням при діаметрі кульки 5 мм, навантаженні Р = 750 кг і часу перебування зразка під навантаженням 30 сек.
Значення діаметра відбитка, отриманого в результаті випробувань, повинно задовольнити умовам:
0,2D <d< 0,6D. Якщо ця умова не дотримана, то випробування визнається не чинним та повторюють. Діаметр відбитку вимірюють у двох взаємно перпендикулярних напрямках, і за розрахунковий приймають середнє арифметичне значення. Для прискорення процесувимірювання діаметра відбитка
приймають кутовий шаблон. Відбиток має бути вписан в кут, утворений двома лініями на шаблоні. На нижній шкалі проти точки збігу лінії з відбитком розподілу показують значення діаметра відбитка d = 5,3, а над цією лінією - число твердості(НВ150). Поділ на верхній шкалі показує межу міцності матеріалу -63 кг/мм2 (Ст.3). Точність вимірювання діаметра відбитка за допомогою цього шаблону дорівнює 0.1 мм.
Для визначення твердості статичним методом за Бринеллю застосовують різні установки і прилади. Частина з них-стаціонарні, а частина - переносні.
Практичне заняття № 4
Визначення міцності бетону еталонним молотком Кашкарова
Еталонний молоток конструкції К. П. Кашкарова: а - схематичний розріз, б - зовнішній вигляд: 1 - корпус; 2 металева рукоятка, 3- головка; 4 - пружина; 5 - склянку з отворами для кульки 7 і еталонного
стержня 6
Пристрій молотка дозволяє виключити вплив сили удару на результати вимірювань, так як відбитки виходять одночасно на бетоні з невідомою міцністю і на еталонному стрижні з відомими характеристика. Еталонний молоток складається з корпусу 1 з металевою рукояткою 2, на яку надітий гумовий чохол, склянки 5 з отворами для кульки 7 діаметром 15 мм і еталонного стрижня 6. Еталонний стрижень виготовляють з гарячекатаної арматурної стали Ст.З класу А-1 з твердістю 200 кг/см2 по Майєру, довжиною 150 мм і діаметром dэ = 10 мм. Один кінець стрижня загострений для полегшення введення його в молоток. Визначення марки бетону відбувається наступним чином. На наміченому ділянці поверхні зразка або конструкції з розмаху наносять серію ударів з такою силою, щоб пс точно великі, зручні для вимірювання відбитки н; еталонному стрижні. Відстань між відбитками не менше 30 мм. Після кожного удару на бетоні і еталонному стрижні з'являються відбитки діаметром dб і dэ. Між ставленням dб : dэ межею міцності на стиск R існує певний зв'язок, яку можна виразити за допомогою тарировочної кривої, якщо провести паралельні випробування бетонних кубів. Як показали досліди, похибки, отримані при визначенні міцності бетону за допомогою еталонного молока, складають 10-15%.
Практичне заняття № 5
Методи створення статичних навантажень.
Для створення навантажень при випробуваннях використовують штучні вантажі; сипучі матеріали, ємності, наповнені водою; пневматичні подушки; гідравлічні і гвинтові домкрати. В якості штучних вантажів використовуються гирі, металеві виливки і поковки, бетонні та залізобетонні блоки, які перед випробуваннями зважуються і маркуються. Для передачі зусиль використовуються також талі, поліспасти, лебідки при включенні їх у ланцюг динамометрів. Основною вимогою, що пред'являються до зовнішніх впливів, є їх стабільність у часі і можливість надійного контролю їх значень. У лабораторних умовах при випробуванні моделей і зразків матеріалів застосовується стандартне пресове обладнання та випробувальні машини. Підвішування вантажів є найпростішим способом створення зосереджених навантажень, причому його перевагою в порівнянні з іншими способами є те, що при підвісці вантажів чинне зусилля не залежить від прогинів випробуваної конструкції. Однак цей спосіб є досить громіздким. Можливо також спорудження під випробуваної фермою тимчасових помостів, які виконують подвійну функцію. Вони оберігають випробувачів від можливих аварій і, крім того, є пристроями, що дозволяють кріпити до них вимірювальні прилади. Аналогічно прикладається зосереджене навантаження і до верхніх вузлів ферм. При проектуванні пристроїв для кріплення підвісок слід звернути увагу на неприпустимість ослаблення вузлів випробуваної ферми і на необхідність прийняття заходів, що виключають місцеве пошкодження металоконструкцій. При використанні натяжних пристосувань відпадають трудомісткі роботи по зважуванню і переміщення вантажів; напрямок докладання зусиль може бути довільним; необхідні пристрої компактні, їх використання не викликає ускладнень в обмежених умовах; можлива автоматизація регулювання значень навантажень, для цього в ланцюг натяжного пристрою може бути включений динамометр з тензорезисторнім перетворювачем
Рис. Схема прикладання зосередженого навантаження
До недолікив такого способу прикладання навантаження належать: необхідність у разі одночасного застосування ряду навантажень виробляти постійне регулювання зусиль; чутливість навантаження до розвитку пластичних деформацій у конструкції при тривалому прикладанні навантаження; а також до зміни температури, так як в сукупності з випробуваної конструкцією система передачі, з точки зору будівельної механіки, представляє статично невизначену систему з попереднім напруженням. Проте зазначені недоліки можуть бути усунені методами автоматизованого контролю навантажень. При випробуваннях конструкцій на полігонах, у лабораторіях широко використовуються для створення зосереджених силових впливів домкрати. До переваг використання домкратів належить їх малогабаритність, простота створення та регулювання навантаження, можливість прикладання навантаження по будь-яких напрямах. Існують різні типи домкратів, що створюють навантаження до 1000 кН і мають хід поршня від 100 до 315 мм. Кожен домкрат разом з насосною станцією і гідросистемою підлягає обов'язковій повірці за допомогою еталонних динамометрів. При проведенні випробувань конструкцій створюються стаціонарні або тимчасові стенди. У найпростішому випадку стенд являє собою сукупність опор і опорних пристроїв, на яких розташовується випробувані виріб. Тимчасові збірно-розбірні стенди являють собою, як правило, металеві ферми, причому конструкція і силове устаткування встановлюються так, що вони утворюють замкнену систему, не транслюють навантаження на те підґрунтя, на яке спирається збірно-розбірна ферма. Стаціонарні стенди, як правило, являють собою монолітні залізобетонні або металеві конструкції, розташовані на потужному залізобетонному монолітному фундаменті. Стенд оснащується облаштуваннями, що дозволяють здійснювати кріплення вимірювальної апаратури. Стаціонарні стенди зазвичай призначаються для випробувань виробів певного типу. Широкими можливостями мають лабораторії з силовими підлогами і мостовими кранами високої вантажопідйомності. Силова підлога - це потужна залізобетонна плита, у верхній частині якої врівень з поверхнею встановлено шини, надійно заанкерені в тілі бетону. Шини можуть бути виконані у вигляді металевої коробки з прорізом У проріз вставляються болти, до яких кріпиться випробуваний об'єкт і силове обладнання. Наявність силової підлоги дозволяє гнучко встановлювати віпробуеми об'єкти, облаштовувати їх інвентарної збірно-розбірної оснащенням, широко застосовувати різні навантажувальні системи і вимірювальні комплекси. Прикладом прикладання зосереджених навантажень може служити найпростіший випадок навантаження конструкції на тимчасовому стенді. До випробуваної балці 5 прикладається за допомогою домкрата 2 та поперечних траверс 1 зосереджена сила. Навантаження від домкрата 2 передається через поздовжні траверси 3. За допомогою поперечної траверси і анкера 4 реакція передається на основу 6.
Практичне заняття № 6
Методика статичних випробувань.
У процесі випробування конструкції після кожного ступеня навантаження, протягом всього процесу випробування, повинна проводитися обробка результатів випробувань. Ця операція є першою стадією обробки результатів випробувань і має на меті упевнитися в правильності ведення випробувань, а також попутно вирішити в першому наближенні завдання, поставлене випробувачами. Попередня обробка результатів може усунути необхідність повторення деяких етапів, а іноді і всього випробування. Іноді попередня обробка дозволяє внести необхідну зміну в програму випробувань (якщо на початку випробувань буде допущена якась груба помилка, вона може спотворити результати випробувань настільки, що викличе необхідність проведення повторного випробування. При попутної перевірці правильності проведення роботи цю помилку можна виявити). Однією з причин помилки може з'явитися неправильне взяття відліків на приладах. Виявлення грубої помилки при взятті відліків можливо порівнянням різниці відліків з їх теоретичними значеннями, а також шляхом зіставлення різниць показань приладів для окремих ступенів навантаження. Помилку в результатах відліків можна пояснити неправильним взяттям відліків, неправильної встановленням приладу (можливе ковзання призми тензометра, недостатня сила натиску на призми, попадання вершини призми в місця поглиблення на поверхні елементу і ін.) При випробуванні кам'яних і бетонних конструкцій зустрічаються випадки, коли стрибкоподібне зміна свідчень тензометри не є помилкою, а відповідає дійсності. Наприклад, якщо тензометр встановлений в розтягнутій зоні бетону залізобетонної балки показує стрибкоподібну зміну деформацій, то причиною може бути поява тріщини в межах бази тензометрії. Для перевірки правильності вимірювань деформацій бажано побудувати криву «навантаження-деформація»
Крива «навантаження-деформація», крім загальної картини напруженого стану конструкції, дає картину роботи поєднання елементів конструкції. Пряма характеризує роботу матеріалу конструкції у межах пружності. Для залізобетонних і дерев'яних конструкцій такий характер залежності між навантаженням і деформацією в більшості випадків вказує на те, що конструкція до випробування тривалий час перебувала під навантаженням і тому залишкові деформації при повторній навантаженні не виявляються.
Криві «навантаження-деформація» дають можливість виявити деякі деталі роботи поєднання елементів конструкції, так, наприклад, можна зробити висновок, що в перший період завантаження на конструкції з'явилися великі деформації, що могло бути викликано піддатливістю зв'язків сполучення; при наступних щаблях завантаження вплив цього явища поступово зменшується (верхня частина кривої наближається до прямої). Розглянувши графіки мають можливість судити про правильність ведення випробування. Однак при такому аналізі явища відсутній фактор часу, який має суттєве значення. Фактор часу враховують шляхом побудови трехосного графіка, де даються залежності «час-деформація» і «навантаження-час» Режим завантаження конструкції ступінчастий. Після завантаження кожним ступенем навантаження через рівні проміжки часу беруть відліки на приладах і визначають деформації, величини яких відкладаються по осі - у. Завантаженя конструкції першим ступенем навантаження триває протягом відрізку часу 0-1 , а в проміжку часу 1 -2 конструкція перебуває під дією незмінною навантаження (до припинення збільшення деформації). Потім конструкцію завантажують, витримують після кожного завантаження, і ця операція триває до останнього ступеня навантаження, після чого конструкції розвантажують (при випробуваннях у межах розрахункових навантажень) до нуля одним щаблем, чому відповідає відрізок часу 8-9. У цей момент вимірюють деформацію, котра є залишковою (відрізок 9-9 ', рис. IX.3). У кінцевий момент розвантаження конструкції, що відповідає моменту розвантаження конструкції, залишкова деформація поступово зменшується і досягає якоїсь стабільної величини (відрізок 10-10 ', рис. 1Х.З). Ця величина залишкової деформації є остаточною і мінімальною. Одним з основних показників правильності проведеного випробування є фактор залишкової деформації. Так, наприклад, якщо після повного розвантаження конструкції значення залишкової або пружної деформації за графіком дорівнює нулю, то це в більшості випадків вказує на помилковість отриманих результатів.
Якщо випробовується конструкція, яка завантажується вперше, слід очікувати великих залишкових деформацій, ніж при випробуванні конструкції, тривалий час перебувала під навантаженням. Це положення пояснюється тим, що при випробуванні конструкції, які тривалий час знаходиться в експлуатації, не виявляються залишкові деформації, які вона отримала під час першого завантаженні. Якщо при будь-якої ступені завантаження деформація не стабілізується (на рис. четверта ступінь завантаження, якій відповідає відрізок часу 7-8, і деформації, показані пунктирною лінією 7'-8 "), то це означає, що при даному навантаженні матеріал конструкції починає текти або застосований вид зв'язків для сполучення елементів конструкції дає перебільшене значення деформації. У таких випадках, якщо конструкцію випробовують на експлуатаційні навантаження, то її терміново розвантажують, а якщо конструкцію зазнають до руйнування, з неї знімають прилади, які можуть бути пошкоджені при руйнуванні, і процес випробування триває. У тому випадку, коли на конструкції встановлено порівняно невелика кількість приладів, такі графіки будують для кожного з них.
Практичне заняття № 7
Порядок обов'язкової сертифікації будівельних конструкцій
Порядок та вимоги до проведення обов'язкової сертифікації будівельних матеріалів, виробів та конструкцій в Українській державній системі сертифікації продукції є обов'язковими для органів із сертифікації продукції, акредитованих випробувальних лабораторій (центрів), підприємств, установ, організацій та громадян-суб'єктів підприємницької діяльності незалежно від форм власності, в тому числі іноземних.
Сертифікацію продукції проводять ОС, що акредитовані в Системі в установленому порядку.
Об'єктами сертифікації у Системі є продукція, що:
- вироблена в Україні;
- ввозиться в Україну.
Обов'язкова сертифікація у Системі проводиться на відповідність обов'язковим вимогам чинних в Україні нормативних документів щодо безпеки життя, здоров'я людей, охорони навколишнього природного середовища згідно з Переліком продукції, що підлягає обов'язковій сертифікації в Україні.
Порядок обов'язкової сертифікації конкретної продукції у Системі встановлює ОС.
У загальному випадку порядок проведення сертифікації містить:
- подання заявки на сертифікацію;
- аналіз наданої документації;
- розгляд заявки і прийняття рішення за нею із зазначенням схеми (моделі) сертифікації;
- обстеження виробництва, якщо воно обумовлено ОС;
- атестацію виробництва продукції, що сертифікується, або сертифікацію системи якості залежно від схеми сертифікації;
- відбір та ідентифікацію зразків продукції за зовнішніми ознаками і марками;
- випробування зразків продукції (якщо це обумовлено схемою сертифікації);
- аналіз одержаних результатів та прийняття рішення про видачу сертифіката відповідності;
- оформлення акта про зберігання зразка - свідка сертифікованої продукції;
- видачу сертифіката відповідності, укладення та занесення сертифікованої продукції до Реєстру системи;
- оформлення акта ідентифікації продукції за показниками, що перевірялись під час випробувань;
- визнання документів, що підтверджують відповідність імпортної продукції вимогам чинних в Україні нормативних документів і видані на цю продукцію за кордоном;
- технічний нагляд за сертифікованою продукцією;
- надання інформації про результати робіт із сертифікації продукції.
1. Подання заявки на сертифікацію.
Для проведення сертифікації продукції у Системі заявник подає до ОС заявку. При наявності декількох ОС заявник може подати заявку до будь-якого з них.
При цьому заявник повинен надати ОС письмове повідомлення того, що він не заявляв цю продукцію на сертифікацію іншим ОС.
Заявником на сертифікацію одиничних виробів або партії продукції може бути будь-яка юридична чи фізична особа. Заявником на сертифікацію продукції, що випускається серійно, може бути тільки виробник продукції як юридична особа.
2. Розгляд заявки та прийняття рішення
за нею із зазначенням схеми (моделі) сертифікації.
Заявку розглядає ОС, який:
- реєструє заявку в журналі обліку і заводить окрему справу про сертифікацію продукції заявника (в тому числі іноземного), в якій надалі зберігаються все листування і внутрішні документи ОС стосовно будь-якої продукції цього заявника;
- проводить експертизу заявки щодо правильності заповнення реквізитів, наявності документів, передбачених пунктами цих Правил, та наявності реєстраційного номера технічних умов, якщо продукція виготовляється вітчизняним виробником за технічними умовами;
- визначає схему (модель) сертифікації продукції за поданою заявкою, необхідність попереднього обстеження виробництва, атестації виробництва або сертифікації системи якості;
- визначає акредитовані у Системі випробувальні лабораторії (центри), які мають провести випробування продукції за заявкою, кількість зразків для випробувань, правила їх відбору, організацію, що здійснюватиме технічний нагляд за сертифікованою продукцією (у разі необхідності), а також узгоджує терміни проведення окремих видів робіт із сертифікації та їхню вартість;
- визначає перелік необхідних додаткових документів, які повинен подати заявник для проведення сертифікації за заявкою;
- готує за прийнятою формою проект фінансового договору із заявником;
- надсилає заявнику рішення за заявкою.
Термін розгляду заявки не повинен бути більше одного місяця від дня її реєстрації та внесення плати згідно з договором. Копії рішення направляються:
- до органу із сертифікації систем якості (у разі необхідності);
- до випробувальної лабораторії (центру), що буде проводити випробування;
- до органу, що буде проводити технічний нагляд (у разі необхідності);
- до територіального центру стандартизації, метрології та сертифікації за місцем розташування заявника.