Натурные испытания

Содержание статьи:

1. Виды испытаний
2. Цели и задачи натурных испытаний
3. Особенности испытания
4. Статические методы контроля
5. Алгоритм проведения статических испытаний
6. Динамические испытания конструкций

Виды испытаний

По назначению, месту и условиям использования методы контроля в зависимости от различных факторов делятся на следующие виды:

• Лабораторные испытания.
• Стендовые испытания.
• Полигонные испытания.
• Эксплуатационные испытания.
• Натурные испытания.

Строительные испытания могут полезны в разных случаях, например, при проверки качества строительной продукции или организации стройки. И продукцию и строительные образцы можно оценить с помощью испытания.

Натурные испытания выполняются в процессе строительства — тестирование проходит в полевых условиях (испытания объекта в условиях, соответствующих условиям его использования по прямому назначению с непосредственным оцениванием или контролем определяемых характеристик свойств объекта) и основываются на заданных соответствующих значениях.

Исследования проводят, используя методы статической или динамической нагрузки. Во время статических методов происходит нагружение неподвижными нагрузками, которые увеличиваются. При динамических испытаниях нагрузки резко меняют значения с помощью изменения положения и времени. Для организации испытаний могут использоваться как целые системы механизмов, так и отдельные узлы о которых расскажем далее в статье.

Цели и задачи натурных испытаний

Цели проведения натурных испытаний:

• влияние нагрузки на прочность, жесткость, устойчивость к трещинам.
• оценка при монтаже механизмов после динамического воздействия на конструкцию, чтобы определить возникновение резонанса или вибраций от применения технологическим процессам в условиях использования.
• снижение колебаний.
• расчет необходимых свойств колебаний и характеристик качества серийных зданий в процессе эксплуатации.
• проверка несущей способности в условиях строительства.

Особенности испытания

Государственный стандарт 16504-81 содержит особенности натурных испытаний.

Для тестирования нужно соблюдать три условия:

• Изготовленная продукция готовится к испытаниям без составных частей.
• Разрешается математическая обработка характеристик структуры проб.
• Для проведения испытаний аккредитованными строительными лабораториями под руководством подготовленного эксперта готовится задание, в котором указывают задачи и цели, количество испытаний, особенности.

Для подготовки необходимы следующие работы:

• Изучить документацию.
• Определить пригодность конструкции перед проведением тестирования.
• Составить проект, программу.
• Подготовить испытательное оборудование.
• Используя опытную модель готовят документацию с указанием используемых материалов изделия, технологические сведения, проектно-техническую информацию.
• Программа натурных испытаний конструкций.

Программа испытаний –документ с планом испытаний, с задачами и способами выполнения, с перечнем измерительного оборудования, требуемой точностью и погрешностью. Программа состоит из:

• чертежей с геометрическими размерами, параметрами жесткости.
• измеряемой разгрузки.
• точек проведения измерений.
• мер безопасности.
• списка документации по соблюдению ТБ.
• инструкции с обязанностями бригады.
• плана испытаний, зон управления, мест агрегатов и оборудования.

Программа составляется для получения и обобщения результатов проводимых исследований, сравнения их с данными проекта в определенных условиях.

Статические методы контроля

Статический метод контроля применяется для определения жесткости и устойчивости к появлению трещин. Жесткость оценивают по размеру прогибов, стойкость – по величине усилия и ширине раскрытия трещин. Статическими методами косвенно оценивается прочность, потому что сооружения не доводят до разрушения. Для статистической обработки экспериментальных данных максимальную нагрузку, прикладываемую при испытании, приравнивают к эксплуатационной.

Главным методом статического испытания является пробное погружение. Сначала конструкцию необходимо освидетельствовать:

• определить прочность неразрушающим методом;
• проверить отклонение от габаритов, указанных в проекте;
• указать места расположения повреждений и дефектов;
• измерить шаг и ширину раскрытия трещин;
• установить на дефекты маяки из гипса.

При испытаниях проводят замеры прогибов, ширины трещин, параметров смещения с торца конструкции. Результаты фиксируют в контрольной ведомости.

Для оценки жесткости нужно знать фактические показатели прогибов в заданных условиях, которые определяются с помощью тестов с указанными нормами после контрольной нагрузки.

Устойчивость к трещинам определяется по уровню нагружения, в результате раскрытия трещин контрольного нагружения.
Стойкость к трещинам, предъявляемая к объекту первой категории, получают оцениванием величины после усилия и вычисленным контрольным значением стойкости к образованию трещин. Требования стойкости к трещинам, предъявляемые к изделиям 2 и 3 категории оцениваются сопоставлением измеренных показателей ширины раскрытия и контрольных значений дефектов.

При натурных испытаниях обязательно соблюдать правила безопасности. Вход на территорию проведения исследований запрещен. Кроме лиц, участвующих в проведении испытаний. В целях безопасности проводят мероприятия для предотвращения обрушений материалов, загружающих конструкций и загрузочного оборудования.

Алгоритм проведения статических испытаний

Алгоритм выполнения исследования статическими методами:

• Выбрать объект исследования, которым могут быть не только конструкции, введенные в эксплуатацию, но и конструкции только что построенные, после реконструкции, капитального ремонта и другие случаи.
• Ознакомиться с технической документацией сооружения, сравнить характеристики строительных материалов, требования нормативных актов и проекта. Изучить материалы исследований.
• Составить программу исследований с основными целями и задачами проводимых работ, с содержанием, наметить конструкции для проведения тестирований, определить вид нагрузки.
• Разработать правила для обеспечения безопасности.
• Выбрать благоприятную погоду.
• Осмотреть сооружения. Особое внимание уделить трещинам, следам коррозии. Отметить места коррозии и других дефектов.
• Выполнить проверку формы с фактическими параметрами, указанными в проекте.
• Загрузить постепенно конструкцию для измерения общей деформации, перемещения сооружения, напряжения в сечениях элементов, раскрытия трещин, смещения соединений и пр.
• Оценить состояние несущей способности сооружения и работу конструкции, учитывая полученные значения, срок эксплуатации и характеристики влияния дефектов.
• Подготовить мероприятия безопасной эксплуатации.

Динамические испытания конструкций

Натурные испытания динамическими нагрузками проводятся, чтобы определить:

• частоту, ускорение, амплитуду колебаний, динамический коэффициент нагрузки при эксплуатации конструкции;
• влияние динамических нагрузок на прочность и жесткость изделия устойчивость к образованию трещин;
• возможность монтажа оборудования с динамическими нагрузками;
• влияние нагрузок на эксплуатацию здания и технологические процессы;
• воздействие вибрации на человеческий организм.

Для разработки условий проведения исследования специалист совершает подбор образцов. После целевого отбора один из них подвергается тестированию динамической методикой с помощью специального устройства (который движется с определенной мощностью и определенными движениями). После приведенных расчетов и испытаний проводится аналитическая работа и выводы для строительной компании.
В ходе исследований применяются три типа динамических нагрузок:

Первый тип – неподвижная вибрационная нагрузка, создаваемая механизмами, аппаратами с неуравновешенной массой, например, вентиляторы, вибростенды, вибромашины.

Второй тип – ударная нагрузка, передаваемая через песчаную подушку при падении грузов с высоты 2-2,5 метров вес, которых составляет 0,1% от массы конструкции. Иногда ударная нагрузка создается путем резкого удаления груза, который подвешен с нижней стороны конструкции.

Третий тип –подвижная вибрационная нагрузка, например, транспортные средства, конвейеры и пр.

Для определения значений динамических характеристик составляют графики с помощью приборов — виброграммы. динамические методы применяют непосредственно во время эксплуатации конструкций при статических и динамических нагрузках. Динамический контроль статических нагрузок позволяет косвенно определить показатели жесткости, прочности и устойчивости к появлению трещин. Оценка параметров происходит с учетом градуировочных зависимостей, получаемых в результате исследования одинаковых конструкций неразрушающими методами. Чтобы сооружение удовлетворяло прочности, не резонировало, принимают специальные меры. Например, меняют жесткость конструкции либо расположение оборудования на изделии. Вибрацию сравнивают с допустимыми показателями для нормального функционирования оборудования и жизни людей. В случае превышения допустимых значений, разрабатывают мероприятия, которые приводят к снижению негативного воздействия колебаний.

Несмотря на трудоемкость натурных испытаний, они решают задачи строительства и эксплуатации объектов. В специализированных строительных лабораториях они проводятся в соответствии с требованиями нормативных документов, ГОСТ. Определение свойств объекта на соответствие ГОСТ в заданных условиях проводятся и в строительной лаборатории Ins-Lab. С помощью нашей статьи вы можете ознакомиться с процессом определения физических и химических свойств промышленных конструкций и их соответствия.