8219

УДК 624.014 (075.8)

Лобов, Д. М. Техническая эксплуатация, обследование, испытание и усиление (реконструкция) зданий и сооружений : учебно-методическое пособие / Д. М. Лобов, В. В. Ермолаев; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 39 с. – Текст : электронный.

Внастоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Техническая эксплуатация, обследование, испытание и усиление (реконструкция) зданий и сооружений» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в подготовке к выполнению лабораторных работ.

Лабораторные работы по проведению испытаний конструкций позволят студентам освоить назначение, устройство и установку измерительных приборов. Нагружение образцов в процессе испытания производят с помощью гидравлических и винтовых домкратов.

Нагрузка на отдельных этапах фиксируется по шкале гидравлического пресса или динамометром для винтовых домкратов.

Впособии приведены примеры обработки полученных данных в относительных деформациях и определение напряжений в рассматриваемых сечениях. Даны необходимые навыки по тарировке измерительной аппаратуры и средств нагружения конструкции с определением поправочных коэффициентов.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Техническая эксплуатация, обследование, испытание и усиление (реконструкция) зданий и сооружений» по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений, Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности.

© Д.М. Лобов, В.В. Ермолаев, 2022 © ННГАСУ, 2022

3

Оглавление

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины “Техническая эксплуатация, обследование, испытание и усиление (реконструкция) зданий и сооружений” является ознакомиться с вопросами обследования зданий и сооружений; мониторингом в процессе строительства и эксплуатации; основными причинами аварийных состояний; контроль в процессе эксплуатации за возможными неравномерными деформациями; этапами и методами обследования и усиления оснований и фундаментов, строительных конструкций.

В процессе освоения дисциплины студент должен Знать:

этапы обследования зданий и сооружений;

перечень мероприятий по контролю соблюдения норм промышленной и пожарной безопасности в процессе эксплуатации профильного объекта капитального строительства, выбор мероприятий по обеспечению безопасности;

требования к качеству ремонта профильного объекта капитального строительства;

требования к объёму и качеству выполнения мониторинга безопасности профильного объекта капитального строительства;

требования к объёму и качеству, необходимых для выполнения и оценки технического состояния профильного объекта капитального строительства на основе данных мониторинга;

критерии оценки технического состояния профильного объекта капитального строительства и их соответствия требованиям нормативно-правовых (нормативнотехнических) документов по безопасности;

методы представления основных сведений об объектах и процессах профессиональной деятельности посредством использования профессиональной терминологии;

требования, предъявляемые к условиям работы строительных конструкций;

методы оценки качества строительных материалов на основе экспериментальных исследований их свойств;

источники и методы сбора и систематизации информации об опыте решения задачи профессиональной деятельности;

актуальные проблемы в сфере профессиональной деятельности на основе знания проблем отрасли и опыта их решения;

источники и базы данных о нормативно-правовых, нормативно-технических и нормативнометодических документов для решения задач профессиональной деятельности;

способы и методики решения задачи профессиональной деятельности на основе нормативно-технической документации и знания проблем отрасли, опыта их решения;

источники опубликованных работ и ресурсов, необходимых для решения задачи в сфере профессиональной деятельности;

источники нормативно-правовых или нормативно-технических документов, регулирующих деятельность в области капитального строительства, для разработки проектно-сметной документации, составления нормативных и распорядительных документов;

основные требования нормативно-правовых или нормативно-технических документов, предъявляемых к конкретным объектам: зданиям, сооружениям, инженерным системам жизнеобеспечения, к выполнению инженерных изысканий в строительстве.

Уметь:

делать выводы по результатам проведенных обследований;

составлять план мероприятий по контролю соблюдения норм промышленной и пожарной безопасности в процессе эксплуатации профильного объекта капитального строительства,

5

выбор мероприятий по обеспечению безопасности;

вести журнал технического надзора за качеством ремонта профильного объекта капитального строительства;

обрабатывать результаты мониторинга безопасности профильного объекта капитального строительства;

анализировать результаты обследования и оценки технического состояния профильного объекта капитального строительства на основе данных мониторинга;

анализировать сведения об объектах и процессах профессиональной деятельности посредством использования профессиональной терминологии;

анализировать условия работы строительных конструкций;

анализировать результаты исследований качества строительных материалов на основе экспериментальных исследований их свойств;

работать с современными информационными системами и архивами и систематизировать собранную информацию;

формулировать задачи в сфере профессиональной деятельности на основе знания проблем отрасли и опыта их решения;

работать с нормативно-правовыми, нормативно-техническими и нормативнометодическими документами для решения задач профессиональной деятельности;

формулировать задачи профессиональной деятельности на основе нормативно-технической документации и знания проблем отрасли, опыта их решения;

составлять перечни работ и ресурсов, необходимых для решения задачи в сфере профессиональной деятельности;

составлять перечни нормативно-правовых или нормативно-технических документов, регулирующих деятельность в области капитального строительства, для разработки проектно-сметной документации, составления нормативных и распорядительных документов;

выбирать нормативно-правовых или нормативно-технических документов, предъявляемых

кконкретным объектам: зданиям, сооружениям, инженерным системам жизнеобеспечения,

квыполнению инженерных изысканий в строительстве.

Владеть:

способностью составлять отчеты по выполненным работам;

способностью составлять план мероприятий по контролю технического состояния и режимов работы профильного объекта капитального строительства;

способностью контролировать соблюдение норм промышленной и пожарной безопасности в процессе эксплуатации профильного объекта капитального строительства, выбор мероприятий по обеспечению безопасности;

методами контроля за качеством ремонта профильного объекта капитального строительства;

методами мониторинга безопасности профильного объекта капитального строительства;

методами выполнения и оценки технического состояния профильного объекта капитального строительства на основе данных мониторинга;

методами анализа сведений об объектах и процессах профессиональной деятельности посредством использования профессиональной терминологии;

методами оценки условий работы строительных конструкций;

методами оценки качества строительных материалов на основе экспериментальных исследований их свойств;

методами систематизации информации об опыте решения задачи профессиональной деятельности;

методами анализа проблем и на их основе формулировать задачи в сфере профессиональной деятельности на основе знания проблем отрасли и опыта их решения;

методами поиска нормативно-правовой, нормативно-технической и нормативнометодической документацией для решения задач профессиональной деятельности;

методами решения задач профессиональной деятельности на основе нормативно-

6

технической документации и знания проблем отрасли, опыта их решения;

методами соответствующие нормативным требованиям, предъявляемым к составлению перечней нормативно-правовых или нормативно-технических документов, регулирующих деятельность в области капитального строительства, для разработки проектно-сметной документации, составления нормативных и распорядительных документов.

методами работы с нормативно-правовыми или нормативно-техническими документами, предъявляемых к зданиям, сооружениям, инженерным системам жизнеобеспечения, к выполнению инженерных изысканий в строительстве.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность ориентироваться в новом предметном поле технической эксплуатации, обследовании и испытании зданий и сооружений.

7

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Введение

Цели и задачи обследования и испытания сооружений. Нормативная база вопросов обследования и испытания зданий и сооружений. Основные понятия

технического состояния строительных конструкций, зданий и сооружений. Нормативная терминология изучаемого вопроса.

2. Методы и средства проведения инженерного эксперимента.

Методы обследования и испытания сооружений. Основы метрологии. Конструктивные и технические особенности измерительных средств. Измерительные приборы для проведения статических испытаний конструкций. Тензорезисторный метод измерения деформаций. Обработка экспериментальных данных.

3. Неразрушающие методы испытания

Общий обзор неразрушающих методов испытания конструкций. Механические методы испытания. Акустические методы испытаний. Приборы нового поколения.

4. Акустические методы контроля конструкций и материалов.

Ультразвуковой импульсный метод контроля железобетонных конструкций. Определение прочности и однородности бетона. Низкочастотный звуковой (ударный) метод контроля массивных и протяженных конструкций. Виброакустический (резонансный) метод контроля конструкций.

5. Ультразвуковая дефектоскопия строительных конструкций.

Методы ультразвуковой дефектоскопии железобетонных и металлических конструкций. Контроль процессов трещинообразования в бетоне.

8

2. Методические указания по подготовке к лабораторным работам

2.1Общие рекомендации по работе на лабораторных работах

Входе подготовки к лабораторным занятиям необходимо изучать основную литературу, ознакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.

Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на лабораторное занятие.

При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.

Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.

2.3 Общие рекомендации по изучению материала дисциплины

Раздел 1. Введение

Курс «Обследование и испытание зданий и сооружений» является завершающим в изучении строительных конструкций. Сложность расчетных схем несущих конструкций, способов загружения временной нагрузкой, влияние дефектов часто довольно сложно оценить теоретически. Проведение испытаний конструкций в натуральную величину или на моделях позволяет проследить действительную работу на различных этапах загружения.

Лабораторные работы по проведению испытаний конструкций позволят студентам освоить назначение, устройство и установку измерительных приборов. Нагружение образцов в процессе испытания производят с помощью гидравлических и винтовых домкратов.

Нагрузка на отдельных этапах фиксируется по шкале гидравлического пресса или динамометром для винтовых домкратов.

Впособии приведены примеры обработки полученных данных в относительных деформациях и определение напряжений в рассматриваемых сечениях. Даны необходимые навыки по тарировке измерительной аппаратуры и средств нагружения конструкции с определением поправочных коэффициентов.

Натурные испытания строительных конструкций на фактические нагрузки могут значительно отличаться от проводимых в лабораторных условиях. Определение прочности материалов изделий и конструкций, как правило, производят неразрушающими методами, которые достаточно полно приведены в пособии. Конструкции в составе зданий и сооружений не доводят до разрушения. По полученным данным о прогибах, раскрытии трещин и напряженном состоянии составляется заключение о несущей способности конструкции.

Значение фактической работы материала и конструкции под нагрузкой позволит повысить их эксплуатационную надежность и исключить возникновение аварийных ситуаций.

Влаборатории кафедры «Строительных конструкций» ННГАСУ установлены стенды с

9

измерительными механическими, электромеханическими и ультразвуковыми приборами с подробным описанием их установки и работы.

Тарировочная установка, модели балок и ферм установлены стационарно и готовы к проведению испытаний независимо друг от друга по времени.

Из неразрушающих методов испытаний (акустические, радиационные, магнитоэлектрические, склерометрические и др.) широкое распространение получил ультразвуковой импульсный метод, все чаще применяющийся при операционном, приемочном и эксплуатационном контроле качества материалов. Достоинством его является: 1) сохранение целостности контролируемой конструкции или изделия; 2) возможность многократного повторения испытаний как в процессе строительства, так и в период эксплуатации; 3) сравнительно малая затрата времени для проведения испытания; 4) возможность определять интересующие характеристики в любой доступной точке.

Раздел 2. Методы и средства проведения инженерного эксперимента.

Цель и задачи испытания конструкций:

Основной целью испытания строительных конструкций зданий и сооружений является исследование действительной работы под нагрузкой.

Задачи испытания включают решение следующих вопросов:

влияние расчетной схемы на работу конструкции под нагрузкой;

особенности характера загружения статическими и динамическими нагрузками;

соответствие теоретических и экспериментальных данных о напряженно-деформированном состоянии конструкций;

определение фактической несущей способности конструкции;

выявление характера разрушения конструкции;

определение нормативной, расчетной и разрушающей нагрузки и соответственно деформаций конструкций;

влияние конструктивной формы на работу конструкции.

Взависимости от места проведения испытания различают лабораторные и натурные.

Влабораторных условиях проводят исследования различных конструкций, их фрагментов, узлов и соединений в натуральную величину или их моделей. Лаборатории оснащены силовым полом, системой крепления образца в исходное положение, силовым оборудованием для нагружения, измерительной аппаратурой и приборами. От оснащения лаборатории зависят качество и трудоемкость проведения испытаний.

Натурные испытания позволяют наиболее точно изучить действительную работу конструкций и сделать достоверный вывод и пригодности объекта к безопасному проектному нагружению

идальнейшей эксплуатации. При натурных испытаниях предельной принимается расчетная проектная нагрузка, до разрушения конструкция не доводится, что является недостатком, так как характер разрушения является ценной информацией о действительной работе конструкции и ее узлов.

Экспериментальные исследования строительных конструкций проводят в следующих случа-

ях:

испытания образцов серийной продукции заводов-изготовителей – плиты, балки, фермы, колонны, пространственные конструкции и др.;

испытания ответственных и уникальных зданий и сооружений – мосты, высотные и большепролетные здания;

длительные наблюдения за особо опасными зданиями и сооружениями с целью обеспечения высокой надежности – АЭС, ГЭС, крытые стадионы и т.п.;

экспериментальные исследования новых конструктивных решений образцов и конструкций с целью исследования действительной работы и совершенствования методики их расчета, конструирования и возведения.