Металлические конструкции. Аварии и безопасность.

Главное меню
Главная
Причины аварий
Классификация
Предупреждение
Партнеры
Контакты
Поиск
Профнастил
Аварии жилых домов
Крушения зданий
Металлография
Металлы и сплавы
Металлургия магния
Оборудование
Металлы
Главная

Испытание пробной нагрузкой

Печать
Оглавление
Испытание пробной нагрузкой
Выбор видов пробной нагрузки
 
 
 
 

 Выбор видов пробной нагрузки

 
 
При выборе того или иного вида пробной нагрузки следует учитывать необходимость сокращения до минимума времени для нагружения и разгрузки конструкций без ущерба качеству испытаний. Нагружение, как правило, осуществляется по статически определимым схемам (чаще всего балка на двух опорах). Нагружение производится от одной платформы или домкрата, нагрузка же при этом передается в определенные точки системой балок или рычагов.

При испытаниях статической пробной нагрузкой решетчатых конструкций (фермы, арки, рамы) нагрузка укладывается на платормы, подвешенные при помощи тяг к узлам конструкции . Платформы могут быть подвешены непосредственно к узлам конструкции или к балкам, иногда к коромыслам. Между платформами и уровнем пола оставляется небольшой зазор 15—20 см, необходимый особенно при испытании аварийных и поврежденных конструкций, на тот случай, если потребуется быстрое удаление нагрузки с испытываемой конструкции. Под каждый ящик с грузом или платформу заранее с двух сторон укладываются по два деревянных клина, которые в случае необходимости позволяют быстро разгрузить конструкцию. Они легко могут быть подбиты под ящики или платформы, давая возможность разгрузить соответствующий узел или всю конструкцию. Горизонтальные нагрузки прикладываются с помощью лебедок и фиксируются через динамометры.

Создание горизонтально действующей пробной нагрузки сложнее, чем вертикальной. Для создания одиночной горизонтальной силы применяют падающий шевр и перекинутый через его вершину трос с грузовой платформой , а для создания нескольких горизонтальных сил сооружают соответствующей высоты решетчатую башню, конструкция которой проверяется расчетом. Через блоки, установленные на башне, перекинуты тросы, которые крепятся к коромыслам, прихваченным к соответствующим точкам испытываемой конструкции (например ригелям, при имитации действия отсоса ветровой нагрузки). К тросам подвешиваются платформы с грузом.

Пробные нагрузки, применяемые при динамических испытаниях, могут быть так же, как и при статических, — естественные и создаваемые искусственно. К натурным нагрузкам относятся различного рода механическое оборудование, имеющееся в сооружении: станки различных типов, машины и механизмы с вращающимися частями и т. п., а также внутрицеховой транспорт (мостовые, портальные и  козловые краны, транспортеры, конвейеры и т. п.).
 
Если величина действующих эксплуатационных нагрузок недостаточна для испытания, то создают специальные нагрузки, приближающиеся по своим весовым и динамическим характеристикам к необходимым. Например, на пути перемещения груза искусственно устраивают специальные неровности; при безрельсовом транспорте укладывают трамплины из щитов или досок и т. д.; при рельсовом транспорте увеличивают зазоры в стыках рельсов или укладывают на рельсы  клиновидные подкладки, играющие роль трамплинов.

Вертикальный удар создается падающим грузом в виде «бабы»-весом  10 кГ, равным примерно 0,1% полного веса испытываемой части конструкции, приводимой в колебательное движение. Для предохранения испытываемой конструкции от повреждения и избежания подпрыгивания груза после удара на месте падения «бабы» укладывают слой песка. Сбрасывание груза на. испытываемую конструкцию сверху может быть заменено сбрасыванием груза с испытываемой конструкции. В этом случае груз, подвешивают снизу конструкции, перерезывают канат, удерживающий груз, резко освобождают конструкцию от нагрузки, и она приходит в колебательное движение. Единичный горизонтальный удар осуществляют тараном из бревна с закругленным концом, подвешенным на двух петлях к стелюге или балке потолка. Сила тарана регулируется расстоянием, на которое он отводится от испытываемой конструкции.
 
При беспрогонных решениях покрытий железобетонные плиты, приваренные к поясам, создают жесткие диски или двухплоскостные складки — при двускатных фермах без фонаря. Система несущих конструкций и покрытия работает более слитно, чем при прогонных решениях. При загрузке одной фермы или рамы вовлекаются в работу и другие, поэтому при испытании пробной нагрузкой последнюю следует располагать не только на испытываеой конструкции, но и на соседних с ней.

Пространственность работы конструкций уменьшает общую деформацию покрытия.

Расположение испытательной нагрузки на объекте должно быть таким, чтобы вызвать наибольшие деформации, характерные для испытываемой конструкции.

Перерасчет конструкций, имеющих повреждения, естественно должен делаться с учетом обнаруженных повреждений. Желательно расчет готовить в нескольких вариантах, учитывающих различные предположения и допущения, возникшие при тщательном и детальном обследовании аварийных и поврежденных конструкций. Не исключено, что может потребоваться перерасчет и в процессе испытаний, который позволит выявить действительную работу конструкций.

Общая оценка состояния поврежденных или аварийных конструкций делается на основе полного всестороннего обследования (тщательное освидетельствование конструкций, их перерасчет и испытание). Оценка дается как с качественной, так и с количественной сторон.

При испытании конструкций приходится измерять их различные деформации: прогибы, углы поворота сечений элементов, продольные деформации отдельных волокон, относительные перемещения волокон (фибр) при сдвиге и др. Оставляем в стороне технику проведения самих испытаний, измерительную аппаратуру, приборы, их установку, тарирование, взятие отсчетов, обработку результатов испытаний и т. п. Все эти вопросы с предельной ясностью освещены  в специальной литературе, из которой в первую очередь следует назвать монографию проф. Н. Н. Анстова, нормы и технические указания по испытанию сооружений, а также материалы симпозиума по экспериментальным исследованиям сооружений.

Отметим лишь некоторые особенности испытаний поврежденных конструкций и оценки их состояния. При испытании аварийных и поврежденных конструкций особое значение имеет соблюдение правил техники безопасности.

Помимо необходимости обеспечить безопасность для лиц, производящих испытания, необходимо предусмотреть и ряд мер по предотвращению возможности обрушения конструкций, защите из¬мерительных приборов от повреждений.

С этой целью под испытываемой конструкцией устанавливают леса, которые немного не доходят до конструкции и дают ей возможность деформироваться под нагрузкой. Леса или подмости должны быть так запроектированы, чтобы они могли полностью принять на себя вес обрушившихся конструкций вместе с пробной нагрузкой. Предусматривают также подбивку клиньев и др. При выборе измерительной аппаратуры при ненадежных в отношении возможной аварии конструкциях предпочтение следует отдавать приборам с дистанционным измерением деформаций, например датчикам. В этом случае наблюдатель не должен поочередно обходить все приборы для снятия с них отсчетов и трогать приборы рукамисли в испытываемом сооружении произошла частичная авария и испытание уцелевших конструкций выполняется по заданию след¬ственных органов, необходимо отгородить участок, где проводится испытание, и оградить измерительные приборы. Входную дверь огражденного участка пломбируют.

При испытании минимальное время между окончанием загрузки и взятием отсчетов по приборам для металлических конструкций при упруго-пластической стадии работы принимается 15 мин (для бетонных, каменных и железобетонных конструкций — 12 ч, для деревянных—24 ч). При упругой работе для стальных конструкций обычно достаточна выдержка 1—2 мин. Если конструкция выполнена из нескольких материалов, то время ее выдержки под нагрузкой зависит от материала, требующего наибольшего времени выдержки. Время выдержки конструкции под нагрузкой необходимо для того, чтобы прекратились деформации, вызванные этой нагрузкой. Если за указанные выше сроки происходит дальнейшее нарастание деформаций, то продолжительность пребывания нагрузки на сооружении удваивается. Если при трехкратном последовательном загружении остаточные деформации продолжают увеличиваться, конструкция признается неудовлетворительной.

Поврежденные, а тем более аварийные конструкции, не разрешается испытывать ускоренным методом.

В результате испытания определяются деформации только от пробной нагрузки. Деформации  же от испытательной нагрузки, в которую входит собственный вес плюс пробная нагрузка, необходимые для сопоставления с нормативными, вычисляются путем экстраполяции.

Остаточный прогиб стальных конструкций со сварными соединениями при первом нагружении от нормативной нагрузки не должен превышать 5% от величины упругого прогиба, для клепаных конструкций с болтовыми соединениями—10%. При повторных нагружениях стальных конструкций нормативной нагрузкой приращения остаточного прогиба не должно быть.

При испытании поврежденных конструкций приходится считаться с тем, что отдельные элементы, а в некоторых случаях и вся конструкция имеют остаточные деформации, и вопрос ставится о возможности ее дальнейшей эксплуатации в существующем виде или с усилением.



 
« Пред.   След. »
Новости металлургии