Исследование состояния сооружений ЗАД 1. Контрольная работа 1 Развитие методов обследования и испытания конструкций, зданий и сооружений
 Скачать 28.94 Kb.
|
|
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1 Развитие методов обследования и испытания конструкций, зданий и сооружений Под испытанием сооружений понимают совокупность операций, связанных с выявлением и проверкой состояния, а также работоспособности обследуемых строительных объектов и отдельных их элементов. Эти операции могут быть разбиты на следующие основные комплексы: освидетельствования, включающие операции по проверке размеров, выявлению качества материалов, дефектоскопии и уточнению других факторов, определяющих состояние сооружения; испытания, под которыми понимается проверка поведения исследуемого объекта при приложении к нему внешних нагрузок (статических и динамических), изменение температуры и влажности внешней среды и т.д. 3) перерасчеты на прочность, деформируемость, трещин стойкость как отдельных, входящих в состав сооружения конструкций, так и всего объекта в целом, проводимые на основании фактических данных, полученных в результате освидетельствования и испытания. Классификация освидетельствований и испытаний может производиться по различным признакам. 1. Классификация по цели исследования: а) приемочные освидетельствования и испытания законченных строительных объектов перед сдачей их в эксплуатацию; б) освидетельствования и испытания объектов, находящихся в эксплуатации, как плановые, так и назначаемые в особых случаях, например, для установления фактической несущей способности сооружения в связи с предстоящей его реконструкцией, после аварии и т.д.; в) испытания деталей и элементов на заводах-изготовителях; г) научно-исследовательские испытания. 2. Классификация по объектам исследования: а) натурные освидетельствования и испытания, проводимые на реальных объектах; б) испытания отдельных конструкций и их элементов на специальных установках или стендах, проводимые как в лабораториях для испытаний строительных конструкций, так к на строительных полигонах и площадках; в) испытания на моделях, воспроизводящих в уменьшенном масштабе или исследуемое сооружение в целом, или отдельные его детали. Классификация по характеру приложенной нагрузки: статические испытания; динамические испытания. Нормативные требования к строительным конструкциям и сооружениям К любым сооружениям предъявляются следующие требования: все сооружения, а также отдельные их элементы должны быть прочны и устойчивы; перемещения элементов не должны выходить за пределы, обусловленные возможностью и удобством эксплуатации; не должны возникать трещины и повреждения, нарушающие возможность нормальной эксплуатации или снижающие долговечность сооружений. В то же время не должны допускаться и излишние запасы как в отношении классов и марок применяемых материалов, так и в отношении сечений отдельных элементов, а также и в конструктивной системе сооружения в целом. Наблюдения за состоянием построенных зданий и сооружений, уроки аварий и катастроф, опытные данные, получаемые в лабораториях и при натурных испытаниях конструкций, помогли понять, что принимаемые при проектировании теоретические расчетные схемы в той или иной мере не всегда соответствуют действительной работе возведенных объектов. Несоответствия, характерные для стадии проектирования, сохраняются в течение всего срока эксплуатации сооружения, дополняясь и преобразовываясь под влиянием новых факторов, возникающих на различных этапах существования сооружения. Надежность и долговечность строительных конструкций сооружений обеспечивается в том случае, когда поперечные сечения, узлы сопряжений, соединения, назначенные при проектировании с учетом генеральных размеров и действия всевозможных нагрузок, обладают достаточной прочностью, устойчивостью, трещиностойкостью, а также обеспечивают развитие деформаций не более чем в допустимых пределах и необходимую коррозийную стойкость. Дифференцированно с большой точностью учесть влияние каждою из этих факторов на работу конструкций при проектировании обычно не удастся. Поэтому проектировщики составляют конструктивную схему здания и оперируя комплексом нормативных нагрузок, прочностных характеристик материалов, системой частных коэффициентов запаса, принятых в СНиП, назначают расчетную схему, наиболее соответствующую, по их представлению, действительной работе конструкций. Заложенные в СНиП требования, параметры постоянно уточняются опытными данными и, соответственно, исправляются. При оценке состояния и работы сооружений, находящихся в эксплуатации, необходимо учитывать: условность статических расчетных схем и возможные отклонения вычисленных по ним усилий от действительного распределения их в конструкциях сооружений; условность применяемых расчетных характеристик материалов; возможные отклонения нагрузок от расчетных значений; фактическое влияние внешней среды. Оценить влияние всего комплекса перечисленных факторов только через экспериментальное исследование материалов и конструкций. Условность расчетных схем Расчетную схему сооружения назначают исходя из конструктивной схемы, стараясь обеспечить возможно более полное совпадение расчетных усилий с усилиями, которые будут возникать в натурной конструкции. Так как дифференцированно удовлетворять в расчетной схеме всем условиям работы конструкции бывает трудно, то часть второстепенных факторов обычно не учитывают, то есть подменяют действительную работу конструкций упрощенной «идеализированной расчетной схемой - например,ори расчетах железобетонных рам с жесткими узлами на вертикальную нагрузку ригель рассчитывают как изгибаемый элемент, а действием продольной силы и горизонтальным смещением узлов пренебрегают. Или,при расчетах стальных ферм принимают, что соединение элементов решетки с поясами в плоскости фермы шарнирное, тогда как в местах крепления стержней к фасонкам образуются жесткие узлы и, следовательно, возникают изгибающие моменты, вызывающие дополнительные напряжения в фасонках, а также изгиб стержней вблизи yзлов. Расчет с учетом этих дополнительных усилий сложен и трудоемок. Поэтому жесткостью узлов пренебрегают. Принятое допущение снижает несущую способность ферм, поэтому недостаток расчетной схемы восполняют конструктивными приемами. При опирании однопролетной балки на кирпичную стену эпюру напряжений в опорной части принимают прямоугольной или треугольной, хотя в действительности она имеет более сложное очертание. В результате этих допущений изменяется расчетная длина пролета. Различные допущения неизбежны при любых расчетных схемах. Важно правильно оценить их влияние на расчетные усилия: идут ли они в ущерб надежности конструкции или нет в какой степени... Условность расчетных характеристик строительных материалов Все расчеты строительных конструкций производятся по нормативным и расчетным характеристикам, регламентированным СНиП. Нормативные величины сопротивления материалов корректируют коэффициентами надежности по материалам с учетом коэффициентов условий работы. Считается, что конструкция находится в предельном состоянии при достижении этих условных характеристик (напряжений, деформаций). Тогда как оценку состояний конструкции в натуре производят по действительным нагрузкам, прочности и деформациям. Отсюда возникает несоответствие расчетной схемы действительной работе конструкции, которое приводят к недоучету перегрузки конструкции или наоборот, к «фиктивному» перегружению ее. В реальных материалах всегда имеются поверхностные и внутренние трещины, поры, неоднородности и другие дефекты. В результате наличия дефектов прочность материалов может оказаться меньше проектной. Особенно опасны поверхностные дефекты с острыми углами, на краях которых при действии на тело внешних сил возникает концентрация напряжений - образуется вторичное поле напряжений. Разрушение начинается, когда напряжения в ликах концентрации напряжений приближаются к физической (теоретической или идеальной) прочности материала:  ; где предельная относительная деформацияЕ- модуль Юнга Наличие дефектов в реальных условиях работы конструкций приводит к снижению прочности до уровня технической, которой пользуются в практике. Она в сотни и даже иногда тысячи раз меньше физической прочности. Например, прочность бетона на растяжение не превышает  ,т.е. меньше Rтеор по крайней мере, в 600 раз. Неправильный уход за материалом, например, за бетоном, может привести к увеличению трещиноватости и к еще большему снижению прочности.Значительное влияние на прочность материала оказывает также его анизотропность. Например, в древесине прочность вдоль и поперек волокон разная, и это учитывается в расчетах, а разница прочности бетона вдоль и поперек направления уплотнения при вибрировании, или в металле вдоль и поперек проката в расчетах не учитывают. Условность расчетных характеристик также вызывается неоднородностью работы составных сечений. В таких элементах всегда имеются несовершенства, возникающие в результате неточности изготовления деталей, дефектов в местах сопряжений, разнородности применяемых материалов, недостаточных связей между элементами и т.д., которые приводят к внутренним сдвигам, искажающим схематическую картину распределения усилий, принятую по проекту. В этих случаях теоретические расчеты оказываются малоэффективными и для оценки отклонений от расчетных характеристик производят испытания в натурных условиях. Метрологическое обеспечение в строительстве. Основные положения Система качества предприятия должна предусматривать такие виды деятельности, как метрологическое обеспечение производства. Общим у них является то, что в основе этих видов деятельности организации лежит процесс измерения, что приводит к возникновению следующих элементов системы качества: - управление состоянием измерительного, контрольного и испытательного оборудования с целью поддержания его в рабочем состоянии, соответствующем техническим требованиям; - управление качеством процессов метрологического обеспечения; - техническое обслуживание измерительного, контрольного, испытательного оборудования и средств измерений с целью обеспечения стабильности их технических характеристик. В состав работ по метрологическому обеспечению производства входит: - создание измерительной базы для проведения испытаний продукции и ее контроля качества; - разработка методов измерений при испытании и контроле качества; - хранение, калибровка и техническое обслуживание (периодическая поверка и юстировка) контрольного, измерительного, испытательного оборудования и средств измерений; - разработка, изготовление и поверка не стандартизованных средств измерений (шаблонов, реек-отвесов и др.) для производственного и операционного контроля качества; - обеспечение поверки измерительных средств в аккредитованном органе, имеющем соответствующие измерительные эталоны, в сроки, установленные поверочной схемой организации; - ремонт и аттестация измерительных средств после ремонта. Метрологическое обеспечение строительства — комплекс мероприятий по установлению и применению научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемых точности, полноты, своевременности и оперативности измерений в строительстве. Основными целями метрологического обеспечения строительства являются: -повышение качества и экологической безопасности строительной продукции; -повышение эффективности управления строительным производством; -обеспечение метрологического сопровождения сертификации продукции; -повышение эффективности экспериментов и испытаний. Необходимый уровень достоверности измерений определяется проектом и нормативными документами, а возможность его достижения осуществляется на основе метрологического обеспечения. Количество контрольно-измерительных операций в строительстве постоянно возрастает, превышая в ряде случаев количество технологических операций, а ошибки при выполнении измерений снижают качественные показатели зданий. Измерения являются основным источником информации о количестве, свойствах, физико-механических и геометрических характеристиках строительных материалов, конструкций и технологии строительных процессов при возведении зданий и сооружений. Организационной основой метрологического обеспечения является сеть Государственной метрологической службы, а также служб учреждений, предприятий и организаций. Руководство метрологией и государственный контроль за правильностью измерений возложен на Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (бывший Госстандарт). Метрологическая служба — совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений. Государственные органы управления, а также предприятия, организации, учреждения создают в необходимых случаях в установленном порядке метрологические службы для выполнения работ по обеспечению единства и требуемой точности измерений и для осуществления метрологического контроля и надзора. Техническая база метрологического обеспечения включает комплекс технических средств измерений и контроля, а также мероприятия, направленные на правильное их использование их поддержание в исправном состоянии. Нормативной базой метрологического обеспечения является государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ), включающая комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм в области обеспечения единства измерений. Средства измерений, приобретаемые, а также находящиеся в эксплуатации, подвергаются государственной проверке. Поверка средств измерений — это форма метрологического надзора, проводимого с целью определения и подтверждения их соответствия установленным техническим требованиям. Виды поверок: а) первичная поверка — выполняется при выпуске средств измерения из производства или ремонта; б) периодическая поверка — проводится для средств измерения, находящихся на хранении при выдаче со склада или в эксплуатации через определенные промежутки времени (межповерочные интервалы в соответствии с данными табл.1.1.); в) внеочередная поверка — проводится при возникновении необходимости удостовериться в пригодности средств измерения (повреждено клеймо, потеряны документы об их поверке); г) инспекционная и экспертная поверки - проводятся при проведении государственного контроля. Рабочие средства измерений поверяются метрологической службой или другими аккредитованными на то организациями путем сравнения их показаний с показаниями рабочих эталонов. Положительные результаты проверки удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о проверке. Для точности и надежности всех измерений необходимо соблюдать следующие условия: - в нормативных документах, а также в технологической документации должно быть предусмотрено необходимое количество измерительных операций с указанием методов и средств измерений; - все средства измерений должны быть поверены; - все строительные площадки организации, объекты должны быть обеспечены необходимыми средствами измерений и контроля; - измерения должны проводиться специалистами. Метрологическое обеспечение производства входит в функции метрологической службы строительной организации. Статус, полномочия, обязанности и численность этой службы описываются в «Положении о метрологической службе, которое должно входить в состав документации системы качества. Численность службы регламентируется объемом выполняемых работ, а также политикой строительной организации в области качества. Метрологическая служба может входить в состав строительной лаборатории, в состав отдела качества или может быть независимой. Ответственность за метрологическое обеспечение строительного производства возлагается на руководителей подразделений, возглавляющих эти службы. Обязанности, полномочия и права работников этих служб указываются в их должностных инструкциях. |