4.5. Оцінка якості випробуваних зразків, які серійно виготовляються, зводиться до співставлення експериментальних даних з відповідними нормативними вимогами:

- порівнюють величину граничного навантаження, при якому відбулося руйнування, втрата стійкості конструкції, або одного із її елементів з контрольним руйнівним навантаженням, яке вказане на робочих кресленнях, ГОСТах або інших технічних документах на дану конструкцію;

- здійснюється оцінювання жорсткості виробів шляхом порівняння фактичних прогинів з контрольними;

- порівнюється фактичний момент утворення тріщин і ширина їх розкриття з теоретичними (або нормативними) значеннями цих величин.

Випробувані вироби при оцінюванні жорсткості вважаються годними, якщо виміряний при контрольному навантаженні прогин перевищує значення контрольного не більше ніж на 10%. Якщо в дослідній партії ця умова не виконується, випробовують подвійну кількість виробів.

Виріб, у якого прогин, підрахований з урахуванням схеми роботи цього виробу в споруді і тривалості дії навантаження, становить менше ніж 85% від граничного значення, наведеного в СНіП, вважається годним при умові, якщо виміряний прогин не буде перевищувати контрольний більше ніж на 30%. Для інших виробів виміряний прогин не повинен перевищувати контрольний більше ніж на 15%. Якщо ця умова не виконується, хоч би для одного із попередньо, або повторно випробуваних виробів, не приймається вся партія.

При випробуваннях на хибкість виріб вважають годним, якщо прикладений додатковий вантаж дає приріст прогину не більше ніж 0,7 мм.

При оцінюванні міцності виробів, що згинаються, необхідно розрізняти дві групи ознак: першу, яка викликана великими непружними деформаціями поздовжньої робочої арматури і проявляється у вигляді прогину на величину, що дорівнює і перевищує 1/50 проліту, або у вигляді розкриття тріщин на ширину більше ніж 1,5 мм з одночасним приростом прогину від останнього ступеня навантаження не менше ніж на сумарну величину прогину від пяти перших таких же ступенів; і другу, викликану вичерпанням несучої здатності найбільш слабких перерізів і вузлів, що проявляється у вигляді розриву робочої арматури, роздроблення бетону стиснутої зони, руйнування припорних ділянок по похилим тріщинам, руйнування від розколювання торців.

Якщо фактичне руйнівне навантаження знаходиться в межах 0,85-1,00 контрольного руйнівного при руйнуванні за першою групою ознак або в межах 1,00-1,15 при руйнуванні за другою групою ознак, необхідно здійснювати додаткові випробування виробів, удруге відібраних у тій же кількості із тієї ж партії. Якщо хоч би один із випробуваних зразків буде мати руйнівне навантаження менше ніж 0,85 при першій і 1,00 при другій групі ознак руйнування, то не приймається уся партія.

За результатами випробувань повинні складатися акти з висновками про придатність партії, що перевіряється. Ці акти є основою для оформлення і видачі паспортів на вироби.

4.6. Випробування конструкцій у їх експлуатаційному положенні (натурні випробування).

4.7. Техніка безпеки при випробуванні конструкцій.

4.8. Оцінювання експлуатаційної придатності конструкцій.

Література: 2, стор. 260-267.

4.6. Для визначення фактичного стану будівельних конструкцій, забезпечення надійної та безаварійної експлуатації будівель і споруд перед їх реконструкцією у зв'язку з фізичним та моральним старінням проводять натурні обстеження і випробування. Такі випробування виконують також з метою вивчення дійсної роботи й удосконалення методів розрахунку і конструю­вання.

У ході випробувань виявляють виливи на будівлю силових, деформаційних, температурних, агресивних факторів, а також оцінюють стан будівлі (рис. 79), дійсні напруження, деформації і їх зміни в часі для ґрунтів основи 1, фундаментів 2, колон у найбільш відповідальних пере­різах, які сприймають максимальні напруження 3, стін у місцях найбільш інтенсивних навантажень і впливів 4, згинальних елементів у місцях максимальних моментів 8 і перерізувальних сил 6, вузлів 21.

Будівлі, що експлуатуються, мають типові місця можливої дії найбіль­ших додаткових навантажень й інших впливів, найбільш ймовірні ділян­ки деформативності і меншої довговічності елементів конструкцій. Так, додаткові виливи і понижена довговічність спостерігаються:

- для основ  у зонах складування важких вантажів 14 (прокату, зливків та ін.), особливо поблизу колон, де напружені зони в основі під фундаментом і вантажем накладаються одна на другу, викликаючи кре­ни фундаментів; у місцях прокладання підземних комунікацій 22, із яких в основи протікає рідина, при цьому можливі зміни складу ґрунту, які зумовлюють додаткове зсідання; при попаданні в основу агресив­ної рідини 18 при їх аварійному викиді з технологічної апаратури, що веде до вспучування ґрунту разом з фундаментом; при вібраційних впли­вах від обладнання 12 або транспорту, коли вібрація основи викликає додаткові деформації фундаментів;

- для фундаментів  у зонах дії агресивної рідини 18, вібрацій 12, додаткових вантажів від складування яких-небудь предметів 14, розта­шування глибоких приямків, в тому числі з обладнанням 15, у зоні тимча­сового (сезонного) промерзання основи, під час спорудження прибудов, розробки близько розташованих котлованів, забивки додаткових паль;

- для колон  у найбільш напружених зонах стику з фундаментом 3, у консолі, у стику колон по висоті; поблизу підлоги на перекриттях (там, де можливі впливи транспорту або попадання агресивних рідин);

Рис. 79. Типові місця вимірювання і спостереження під час обсте­жень і натурних випробувань: а  одноповерхова промислова будів­ля; б  багатоповерхова: 1  напружена зона основи під фундаментом; 2  фундамент; 3  низ колони; 4  низ стіни; 5  підкранова балка; 6  приопорна зона ригеля; 7 пороховий мішок біля парапету; 8 - середня зона ригеля; 9- пороховий мішок біля ліхтаря; 10  ліхтар; 11 покриття; 12  фундамент агрегату; 13  кронштейн для трубопроводів; 14  вантаж для привантаження основи, в тому числі з впливом високої температури на конст­рукцію;15  приямок; 16  резервуар з барботуванням; 17  навантаження у зоні обслуговування обладнання; 18  місця можливих аварійних ви­кидів агресивних рідин; 19  місце проїзду електрокарів; 20  зосереджені вантажі від обладнання; 21  вузли з'єднань збірних елементів; 22 місце проходу підземних комунікацій.

- для двогілкових колон  у підкрановій гілці; у стикових вузлах з ригелем перекриттів; у місцях можливих теплових впливів, наприклад, злитків, які застигають 14;

- для ригелів і плит перекриттів  у зонах дії максимальних згинальних моментів 8 і перерізувальних сил 6, стиків, передачі зосереджених зусиль 20, проїзду легкого транспорту 19, дії вібраційних навантажень12, у зонах обслуговування станків 17, а також на ділянках дії агресивної рідини, газів і пилу;

- для покриттів  у зонах підвищеного зволоження зі сторони приміщення, у місцях дефектів 11 і мішків з накопиченням технологічного пилу 9, 7, обумовлених наявністю ліхтарів 10 і парапетів, на ділянках зі збільшеною товщиною або щільністю утеплювача 11, у місцях розташу­вання динамічного обладнання, наприклад, ємність з рідиною І6, у яких протікає барботування;

- для стін  у зонах підвищеного зволоження із заморожуванням і відтаюванням 4; у стиках, кріпленнях до колон, які примикають до підлоги.

Перед проведенням натурних обстежень і випробу­вань будівель і споруд розробляють програму, в якій вказано мету і задачі досліджень, методи і прилади, які використовуються, місця їх ус­тановки, схеми завантажень, методики зняття експериментальних даних, способи обробки й аналізу результатів, заходи з техніки безпеки.

Особливостями натурних обстежень і випробувань є:

проведення робіт в обмежених умовах на діючих підприємствах або будівлях і спорудах, які експлуатуються  реальні, а не завдані дослідни­ками навантаження й інші впливи, неможливість виключення різних за­вад і довготривалих несприятливих впливів на прилади  неможливість використання громіздких, які заважають нормальній експлуатації, при­ладів і установок; відсутність у ряді випадків можливості підключення потрібної напруги для живлення приладів. Все це потребує приладів, слабкочутливих до завад, невеликих за розмірами, довговічних, які не зни­жують своїх показників в часі і за несприятливих впливів, швидко встановлюються і настроюються, мають автономне живлення.

Стаціонарні прилади розміщують у спеціальні захисні корпуси, зєднувальні кабелі у сталевих захисних оболонках підводять до комутаційної шафи, яка закривається на ключ. Під час чергового зняття показів дослідник підключає вимірювальний прилад до зєднувальних колодок, які знаходяться в шафі, вимірює, а потім відключає прилад і закриває шафу. Під час натурних досліджень необхідно вести довготривалі спостереження за утворенням і розкриттям тріщин. На будівельні конструкції встановлюють упоперек (перпендикулярно до тріщини маяки, розташовані зазвичай через 50...100 см по довжині тріщини. Для довготривалого спостереження за розкриттям тріщин можна використовувати лупу МПЬ-2, маяки, компаратори (рис. 80). Лупа являє собою мікроскоп з 20-кратним збільшенням, що дозволяє визначати ширину розкриття тріщини з похибкою 0,05 мм. Маяки можуть бути одноразові (із гіпсового розчину) або інвентарні, металеві. На гіпсовому, який на місці перетину з тріщиною має менший періз, записують дату встановлення і його номер. При розкритті тріщини переміщення двох частин маяка замірюють лупою МПБ-2 або компаратором. Для замірів компараторами використовують риски.

Рис. 80. Спостереження за тріщинами: а  лупа МПБ-2; б-г  маяки; 1  окуляр; 2  шкала; 3  штатів; 4 лупа; 5  основа; 6, 8  гіпсові маяки; 7  тріщина; 9  інвентарний металевий маяк

Розміщення приладів на конструкції під час випробування визначається задачею, котра при цьому вирішується. Прилади встановлюються для отримання інформації про характер деформування та пошкодження, які викликані прикладанням навантаження відповідної величини з урахуванням таких положень:

- розміщуючи прилади, необхідно передбачати дублювання інформації;

- під час проведення випробувань повинні бути одержані дані за аналогічними приладами, що встановлені на малодеформованих, однорідно деформованих або недеформованих ділянках;

• ефективність випробувань визначається раціональною схемою мінімальної кількості приладів.

Під час вивчення будівель і споруд елементи для випробувань та місця прикладання навантаження необхідно вибирати, враховуючи таке:

- для економії витрати коштів і часу кількість завантажувальних елементів має бути мінімальна;

- всі основні види несучих елементів конструкції слід охопити випробуваннями (найбільш завантажені елементи, з дефектами та пошкодженнями, із сумнівною несучою здатністю);

- для дослідів вибирати елементи з найбільш чіткою схемою статичного обпирання та закріплення, без додаткових зязків, які впливають на їх роботу.

Розглянемо декілька прикладів можливого завантаження елементів будівель та споруд. Так, на рис. 81 побудовано схему завантаження залізобетонної плити, монолітної в поздовжньої і розрізної в поперечному напряму, що підтримується несучими балками. Щоб дослідити переріз АВ цієї плити, потрібно завантажити її рівномірно розподіленим навантаженням на поздовжній ділянці, рівній трьом прольотам. На роботу перерізу АВ практично не впливає завантаження віддалених ділянок плити.

Рис. 81. Завантаження монолітної розрізної плити: 1  плита; 2  несуча балка; 3  завантажена ділянка

Приклад завантаження багатопролітної балки показано на рис. 82.

Під час завантаження нерозрізаної балки необхідно враховувати обрис лінії впливу зусилля, максимум якого досягається в ході випробування. Тут для створення максимального згинального моменту, згідно із лінією впливу цього моменту, показане необхідне завантаження прольотів. Оскільки ординати ліній впливу для крайніх прольотів балки дуже малі, для економічності варто не завантажувати крайні прольоти, а прийняти схему випробувань, подану на рис. 82, г.

Рис. 82. Завантаження багатопролітної балки на жорстких опорах: а  схема балки; б  лінія впливу згинального моменту в середньому перерізі; в, г  схеми завантаження пяти і трьох прольотів

Для перевірки реакції колони багатоповерхової каркасної будівлі із замоноліченими стиками на дію різних зусиль необхідно завантажувати перекриття за схемами на рис. 83.

Рис. 83. Схеми завантаження під час випробування колони перекриття: а  на максимальне вертикальне зусилля; б  на найбільший момент у поздовжньому напрямку; в  те саме, в поперечному напрямку; А  досліджувана колона

Спростити завантаження можна з переходом до так званих еквівалентних схем завантаження, які ефективніші.

Під час розташування навантаження q на двох плитах прольотом l, що примикають до даної балки (рис. 84), на неї передаватиметься зусилля P=ql. Ефективність використання навантаження в даному випадку рівна 0,5, оскільки половина силової дії сприйматиметься сусідніми балками.

Якщо плити заповнення витримують більше навантаження, то для отримання аналогічної дії на балку А можна до частини сусідніх прольотів прикласти інтенсивніше навантаження q , яке викличе в балці зусилля, що відповідає зусиллям від навантаження q.

Найбільш ефективною схемою завантаження є схема на рис. 84, в, де зусилля P=ql передається повністю безпосередньо на балку.

Рис. 84. Завантаження перекриття: а  навантаження, розподілене по всій ширині плити; б  еквівалентне розподілене навантаження; в  еквівалентне зосереджене навантаження, яке передається безпосередньо на балку

4.7. Керівник випробувань несе персональну відповідальність за організацію робіт відповідно до вимог техніки безпеки. Всі учасники експерименту повинні пройти вступний інструктаж та інструктаж на робочому місці, в ході якого повинні бути ознайомлені з дією обладнання. Під час проведення випробувань не допускається знаходження сторонніх осіб на території, де проводиться експеримент. Під час проведення довготривалих випробувань і відсутності представників групи випробувачів територія проведення експерименту повинна бути огороджена, а на видному місті повинні бути надписи, що попереджають про небезпеку.

Особи, які проводять випробування на висоті більше ніж 1,5 м, мають бути забезпечені спеціальними поясами. До роботи на висоті більше ніж 5 м допускаються особи, що пройшли відповідну медичну комісію.

У будівлях з агресивним середовищем випробування та обстеження конструкцій повинно виконуватися в захисних окулярах.

Під час проведення випробувань у місцях, де можуть бути токсичні речовини, склад групи повинен бути не менше трьох чоловік при обовязковому знаходженні одного з них у безпечному місці.

При роботі мостового крана не допускається вихід за межі огорожі прохідного простору.

Під час обстеження конструкцій, що знаходяться в аварійному стані, слід виконати страхувальне кріплення, яке могло б сприйняти навантаження від конструкції при їх раптовому обваленню

При проведенні випробувань навантаженням необхідно влаштувати страхувальні конструкції.

Роботи, що повязані з підключенням приладів, необхідно погоджувати з особами, відповідальними за експлуатацію даної дільниці.

4.8. Оцінювання стану конструкцій проводиться з метою встановлення їх експлуатаційної придатності (з підсиленням або без нього). Це оцінювання проводиться на основі натурного огляду, інструментальних досліджень, а також перевірочних розрахунків чи випробувань шляхом співставлення отриманих результатів з вимогами серій, ТУ та ДСТУ (ГОСТів).

За несучою здатністю й експлуатаційними властивостями конструкції належать до одного із чотирьох станів (нормальний, задовільний, непридатний до нормальної експлуатації або аварійний). При нормальному та задовільному станах фактичні зусилля в елементах конструкції та перерізах не перевищують допустимих за розрахунком і відсутні дефекти (пошкодження), які перешкоджають нормальній експлуатації. Але для задовільного стану характерна наявність дефектів і пошкоджень, які можуть знизити довговічність конструкції. Необхідні заходи щодо захисту конструкцій. При непридатному до нормальної експлуатації стані конструкція перевантажена, або мають місце дефекти і пошкодження, які свідчать про зниження її несучої здатності. Але можна гарантувати, що цілісність її на час підсилення буде забезпечена. Аварійний стан не гарантує цілісність конструкції на час підсилення.

100