Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Тестовые задания для промежуточной аттестации по дисциплине «Обследование, испытания и реконструкция зданий». Учебно-методическое пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 84 5 6 7 8 > Следующая >>>

в поверхностный слой материала другого, более твердого и не получающего остаточной деформации тела – индентора.

Способы определения твердости в зависимости от временного

характера приложения нагрузки и измерения сопротивления вдавливанию индентора подразделяются на:

• статические;

• динамические;

• кинетические. Наиболее распространенными являются статические методы, при

которых нагрузку к индентору прикладывают плавно и постепенно, а время под нагрузкой регламентируется стандартами на соответствующие методы.

При динамических методах определения твердости индентор дей-

ствует на образец с определенной кинетической энергией, утрачиваемой на упругую отдачу и/или на формирование отпечатка. Динамическую твердость часто называют также твердостью материала при ударе. Твердость при ударе характеризует сопротивление внедрению не только на поверхности образца, но и в некотором объеме материала.

Кинетические методы определения твердости основываются на непре-

рывной регистрации процесса вдавливания индентора с записью диаграммы «нагрузка на индентор – глубина внедрения индентора». Особенность такого подхода заключается в регистрации всей кинетики процесса упругопластического деформирования материала при вдавливании индентора, а не только конечного результата испытаний, как при других методах.

По принципу приложения нагрузки способы определения твердо-

сти можно подразделить на способы: вдавливания, отскока, царапания и резания.

Способы вдавливания являются наиболее распространенными.

Твердость в этом случае определяется как сопротивление, которое оказывает испытуемое тело внедрению более твердого индентора, и отражает преимущественно сопротивление поверхностных слоев материала пластической деформации.

Способы отскока основаны на измерении твердости по высоте от-

скока бойка, падающего на испытываемую поверхность. Твердость при этом отражает преимущественно сопротивление упругой деформации. Измерение твердости способом отскока широко применяется для контроля качества прокатных валков, больших изделий и конструкций с использованием переносных приборов.

При определении твердости всеми методами (кроме микротвер-

дости) измеряют интегральное значение (усредненное для всех структурных составляющих). Поэтому получающийся после снятия нагрузки отпечаток должен быть по размеру значительно больше размеров зерен и других структурных составляющих тестируемого материала.

Значение твердости нельзя однозначно переводить в значения дру-

гих механических свойств материалов. Однако определение твердости является эффективным способом сравнения друг с другом однотипных материалов и контроля их качества.

8.3.1.1. Твердость по Бринеллю

Метод определения твердости по Бринеллю регламентирован

ГОСТ [9]. Указанный стандарт устанавливает метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 650 единиц. Шероховатость образца (или поверхности на изделии) должна быть не более 2,5 мкм, если нет других указаний. Образец должен быть подготовлен таким образом, чтобы не изменялись свойства металла в результате механической или другой обработки.

При определении твердости этим методом стальной шарик опреде-

ленного диаметра вдавливают в тестируемый образец под действием нагрузки, приложенной перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени. После снятия нагрузки измеряют диаметр отпечатка. Число твердости по Бринеллю (НВ) определяют путем деления нагрузки на площадь поверхности сферического отпечатка.

В качестве индикатора используют полированные шарики диаметром

1,0; 2,0; 2,5; 5,0; 10,0 мм, последние считаются более предпочтительными.

8.3.1.2. Измерение твердости по Роквеллу

Сущность метода заключается во внедрении в поверхность образ-

ца (или изделия) алмазного конусного (шкалы А, С, D) или стального сферического наконечника (шкалы В, Е, F, G, H, K) под действием последовательно прилагаемых усилий: предварительного и основного усилий – и в определении глубины внедрения наконечника после снятия основного усилия [10].

Наконечник алмазный конусный, угол при вершине – 120о, радиус

сферической части 0,2 мм.

Наконечник шариковый стальной, номинальные диаметры шари-

ков должны быть 1,588 мм и 3,175 мм.

Твердость по Роквеллу измеряют в условных единицах. За едини-

цу твердости принята величина, соответствующая осевому перемещению индикатора на 0,002 мм. Число твердости определяется по шкале индикатора (как правило, часового типа). Индикатор показывает результат вычисления разности глубин, на которые вдавливается индикатор под действием двух последовательных нагрузок.

Число твердости по Роквеллу обозначается НRА, НRВ, НRС, где

А, В, С – обозначения соответствующей шкалы [10].

8.3.2. Методы испытаний на растяжение

Форма заготовок или образцов для испытаний может быть цилиндрической или плоской (в виде пластин). Вырезку заготовок можно производить на металлорежущих станках, ножницах, путем кислородной резки, предусматривая припуски на зону с измененными свойствами металла при нагреве и наклепе. Рекомендуется изготавливать образцы на металлорежущих станках с охлаждением. Но допускается испытывать сортовой прокат, литые образцы и готовые изделия без предварительной механической обработки.

Испытания проводят на двух образцах, если другое количество не предусмотрено в нормативных документах.

Для испытания на растяжение применяют пропорциональные цилиндрические образцы.

Для определения начальной площади поперечного сечения необходимые геометрические размеры образцов измеряют с погрешностью не более ±0,5 %. За начальную площадь поперечного сечения образца в его рабочей части принимают наименьшее из полученных значений на основании произведенных измерений с округлением.

Типы цилиндрических образцов указаны в ГОСТ [11, 12].

Плоские образцы должны сохранять поверхностные слои проката, если не имеется других указаний. Заусенцы на гранях плоских образцов должны быть удалены механическим способом без повреждения поверхности образца. Кромки в рабочей части образцов допускается подвергать шлифовке и зачистке на шлифовальном круге или шлифовальной шкуркой.

Для испытания на растяжение применяют плоские образцы толщиной в рабочей части 3,0 мм и более. Для плоских образцов соотношение между шириной и толщиной в рабочей зоне образца не должно превышать 8:1.

Начальную расчетную длину с погрешностью до 1 % ограничивают на рабочей длине образца кернами, рисками или метками и измеряют штангенциркулем или другими измерительными средствами с погрешностью измерения до 0,1 мм. Предел пропорциональности определяют двумя способами:

• с помощью тензометров (расчетный способ);

• графическим способом по начальному участку диаграммы, записанной от электрических силоизмерителя и измерителя деформаций.

8.4. ДРЕВЕСИНА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

8.4.1. Определение влажности

Существуют два метода определения влажности древесины [14]:

• с погрешностью не более 0,1 % (для приведения показателей испытаний к показателям при стандартной влажности);

• с погрешностью не более 1 %.

Форма, размеры и порядок отбора проб из образцов, а также минимальное число проб, указаны в стандартах на соответствующие методы испытаний.

Первый вариант проводят в следующем порядке:

• пробы на влажность, очищенные от заусенцев и опилок, закладывают в бюксы и взвешивают с погрешностью не более 0,001 грамма;

• пробы, находящиеся в бюксах со снятыми крышками, помещают в сушильный шкаф с температурой (103±2) оС, высушивание проверяют повторным взвешиваем двух-трех проб;

• первое взвешивание для мягких пород выполняют не ранее чем через 6 часов; для твердых пород – не ранее 10 часов;

• повторные взвешивания выполняют через каждые 2 часа;

• высушивание считается законченным, когда разность между последними взвешиваниями будет не более 0,001 г.

Перед взвешиванием бюксы с пробами закрывают крышками и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе (безводный раствор хлористого кальция или серной кислоты).

Второй метод состоит в следующем:

• образцы изготавливают в форме прямоугольной призмы с основанием 20 × 30 мм и высотой вдоль волокон 30 мм;

• определение влажности допускается выполнять на образцах, изготовленных для других испытаний, или на пробах, вырезанных из них;

• образцы взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и помещают в сушильный шкаф с температурой (103±2) оС;

• высушивание считается законченным, когда разность между последними взвешиваниями будет не более 0,01 г;

• образцы, высушенные и охлажденные до комнатной температуры, снова взвешивают с точностью 0,01 г.

Образцы из смолистой древесины хвойных пород не следует

сушить в шкафу свыше 20 часов.

Результаты испытаний и расчетов заносят в протокол. Статистиче-

скую обработку опытных данных выполняют по ГОСТ [13].

8.4.2. Определение предела прочности древесины при растяжении вдоль волокон

Образцы изготавливают в виде «восьмерок». Допускается применять образцы, состоящие из призмы (пластины) сечением и прикрепленных к ее концам боковых накладок толщиной. Прочность склеивания должна быть не менее прочности древесины при скалывании вдоль волокон [16].

Образец помещают в захватах так, чтобы часть каждой головки, граничащая с закруглением, оставалась свободной.

Испытания проводят до разрушения образца. Максимальную нагрузку определяют с точностью цены деления шкалы машины. Результаты испытаний образцов, разрушившихся не по рабочей части, не учитываются.

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол испытаний.

8.4.3. Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон

Образцы для испытания изготавливаются в форме прямоугольной призмы с основанием 20 × 20 мм и высотой вдоль волокон 30 мм. Размеры образца измеряют в середине длины с точностью 0,1 мм [15].

Образец помещают в приспособление для испытания на сжатие. Нагрузка передается через пуансон.

После испытаний определяют влажность образцов. Пробой для определения влажности является весь образец.

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол испытаний.

8.4.4. Определение предела прочности при скалывании вдоль волокон

Испытание на скалывание проводят по тангентальной и радиальной плоскостям. Образец, имеющий форму призмы с подрезами по двум концам, помещают в приспособление для испытания на скалывание.

Подвижную опору подводят до соприкосновения с образцом. Нагрузку на образец передают через нажимную призму с шаровой опорой. Образец нагружают равномерно с постоянной скоростью нагружения.

После испытания определяют влажность образцов. Пробой для определения влажности является большая часть разрушенного образца.

Некондиционированные образцы должны находиться до испытания в условиях, исключающих изменение их начальной влажности. Если определение плотности не производилось, допускается принимать коэффициент пересчета, равный средней величине для исследуемой породы по таблице в ГОСТ [17].

8.4.5. Определения предела прочности при статическом изгибе

Образцы изготавливают в форме прямоугольной призмы с поперечным сечением 20 × 20 мм и высотой вдоль волокон 300 мм [18].

Допускается проводить испытания на образцах, не подвергавшихся кондиционированию и имеющих влажность меньше предела насыщения клеточных стенок. Минимальное количество образцов может быть принято равным 36. Для испытания образцов на изгиб применяют приспособление, обеспечивающее заданную схему загружения.

Образец помещают в машину так, чтобы изгибающее усилие было направлено по касательной к годичным слоям (изгиб тангентальный), и нагружают по схеме, указанной на чертеже.

Нагружение производят равномерно с постоянной скоростью, обеспечивающей разрушение образца. После испытания определяют влажность образцов. В качестве пробы берут часть образца длиной 25 мм, вырезанную вблизи излома.

Предел прочности образца с нормализованной влажностью при необходимости можно пересчитать на влажность 12 %.

8.4.6. Определение характеристик материалов деревянных конструкций

Для взятия проб из конструкций деревянных перекрытий необходимо производить их вскрытие [19]. Число мест вскрытий перекрытия по деревянным балкам должно составлять не менее 3 при обследуемой площади до 100 м2 и не менее 5 – при большей площади. Для деревянных перекрытий по металлическим балкам эти цифры соответственно 2 и 4.

Вскрываться должны полы (чистые и черные), стяжки, подготовка под полы, гидроизоляция, утеплитель или звукоизоляционная засыпка, подшивка, штукатурка. Для определения физико-механических характеристик древесины и микроанализа из ненагруженных или слабонагруженных частей деревянных конструкций высверливают керны или выпиливают бруски длиной 150-350 мм.

Тщательному обследованию при отборе образцов следует подвергать стропила в местах протечек кровли, в зонах, примыкающих к слуховым окнам. Должны быть отмечены естественные и искусственные пороки древесины, механические повреждения, увлажнение, биопоражение древесины и др.

Взятие проб для оценки биоповрежденных деревянных конструкций производят при выборочных вскрытиях полов, перегородок, подшивок потолков и т.п. Площадь вскрытия должна быть не менее 0,5 м2 в промежутках между балками перекрытий и не менее 30 × 30 см – в перегородках.

Глубину биопоражений древесины грибами следует определять путем стесывания пораженной древесины до здоровой структуры. Вид грибкового заболевания можно определить по внешнему виду пораженной древесины или рассмотрев ее на срез под микроскопом.

При обследовании клееных конструкций (балок, рам, арок) в первую очередь следует обращать внимание на состояние клеевых швов, их расслоение. При обнаружении расслоения необходимо определить глубину разрушения клеевого шва с поверхности конструкции.

При поверхностном поражении древесины гнилью размеры сечения деревянных элементов уменьшают на толщину слоя, пораженного гнилью, а кроме того, если среда влажная и древесина поражена мицелием, то при расчете следует ввести коэффициент 0,8.

9. ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

Натурные испытания конструкций выполняются в следующих случаях:

• при выполнении научно-исследовательской работы;

• при постановке на поточное производство новых конструкций;

• для подтверждения выпуска качественной продукции;

• для подтверждения устойчивости технологического процесса;

• для контроля готовой продукции. Для испытаний изготавливают или выбирают две однотипных

конструкции, которые испытывают до разрушения. Если они показывают противоречивые результаты, то испытывается третья конструкция, с учетом результатов которой и принимается окончательное решение.

Натурные испытания зданий выполняются с целью подтвержде-

ния новой конструктивной схемы либо изменения конструктивного решения с целью изменения или совершенствования некоторых конструкций в комплексе. В этом случае здание нагружают до контролируемой нагрузки по утвержденной схеме нагружения или до нормативной нагрузки. Прочностные свойства конструкции вычисляются методом экстраполяции.

Некоторые здания или сооружения должны испытываться на на-

грузки, определяемые проектом, до сдачи их в эксплуатацию. Например: резервуары для жидкостей должны испытываться по трем расчетным схемам:

• резервуар заполнен жидкостью, но обратная засыпка грунта

не выполнена (данная схема загружения характеризует гидравлические испытания);

• обратная засыпка резервуара грунтом произведена, но емкость

не заполнена жидкостью (стадия строительства);

• резервуар заполнен хранимой жидкостью, выполнена обратная

засыпка грунтом (эксплуатационная схема сооружения).

Кроме натурных испытаний, могут выполняться еще и испыта-

ния конструкций на моделях, но этот метод применяется с целью подтверждения определенной научной гипотезы либо нового конструктивного решения. В настоящее время испытания на моделях успешно заменяются численным экспериментом с применением различных вычислительных комплексов.

9.1. ИСПЫТАНИЕ НАТУРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Для подтверждения проектных и фактических характеристик кон-

струкции необходимо, чтобы расчетная схема соответствовала схеме испытания. Но это не всегда удается по техническим причинам. Напомним, что расчетная схема состоит из схемы опирания и схемы загружения. Схему опирания при испытаниях необходимо точно копировать с расчетной схемы, и в этом не должно появиться каких-либо трудностей. А соблюдать схему загружения не всегда удается. Но компромиссное решение в этом случае все же есть: обеспечить одинаковые усилия при расчете и испытаниях можно, изменив схему загружения.

Например: при расчете балок, ригелей принимается равномер-

но распределенная нагрузка, и в этом случае максимальное значение изгибающего момента будет равно величине М. При испытании этих конструкций расчетный изгибающий момент тоже должен быть равным М, но схему загружения придется менять: вместо равномерно распределенной загрузить конструкцию двумя сосредоточенными силами, определив заранее расстояние от опор до точки приложения нагрузки. Кроме этого, необходимо также, чтобы поперечная силы по величине и расположению была равнозначна расчетной.

Плиты перекрытия и покрытия могут загружаться проектной на-

грузкой, в этом затруднений не предвидится. Плиты можно загрузить штучными грузами (например: кирпичом) или песком (при условии равномерного размещения по площади плиты) и т.д. Кирпич укладывают небольшими штабелями с зазором для свободного деформирования плиты. Более подробную информацию можно посмотреть в литературном источнике [21].

10. РЕКОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Реконструкция зданий и сооружений – это их переустройство с це-

лью частичного или полного изменения функционального назначения, установки нового эффективного оборудования, улучшение застройки территории, приведение в соответствие с современными возросшими нормативными требованиями.

Переустройство или реконструкция включает перепланиров-

ку и увеличение высоты помещений, частичную разборку и замену конструкций, а также надстройку, пристройку и улучшение фасадов зданий. Реконструкция должна носить комплексный характер, учитывать длительную перспективу развития города, района, предприятия. Удовлетворение интересам только сегодняшнего дня, отсутствие перспективного плана могут через определенное время привести к невозможности осуществления последующей реконструкции без сноса уже обновленного объекта.

Реконструкция может производиться как без усиления несущих

конструкций (пристрой, иногда надстрой, модернизация без изменения нагрузки и т.д.), так и с усилением конструкций (увеличение этажности, изменение конструктивной схемы здания, при обнаружении существенных дефектов – и другие варианты).

10.1. РЕКОНСТРУКЦИЯ ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ

Реконструкция жилой застройки центральных районов горо-

дов диктуется главным образом моральным износом планировочных решений квартир, низким уровнем и износом инженерного оборудования и неудовлетворительной инсоляцией и аэрацией квартир, а также практическим отсутствием озеленения, детских и спортивных площадок. Кроме этого, центральная часть крупных городов имеет большое количество транспортных магистралей, создающих уличный шум и ухудшающих экологию за счет вредных выбросов.

В связи с этим реконструктивные мероприятия должны устранять

эти недостатки за счет проведения комплексной реконструкции всего городского центра, не нарушая привлекательности старой застройки. При этом не обойтись без использования подземного пространства и увеличения плотности застройки при обоснованном сносе ветхих и малоценных зданий.

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 84 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]