Строительные конструкции

Строительные конструкцииII. Статические испытания строительных конструкций Методы и средства статических испытаний конструкций Оборудование и приборы для испытания материалов и конструкций.

Нагрузка и ее разновидности при статических испытаниях. При статических испытаниях нагрузка должна прикладываться к объекту постепенно, без рывков и ударов, с тем чтобы влиянием сил инер­ции можно было бы пренебречь. Нагрузки и нагрузочные устройства долж­ны удовлетворять следующим основным требованиям: давать возможность четкого определения усилий в испытуемом объекте; быть по возможности транспортабельными и не требовать значительной затраты времени для их приложения и снятия; при испытаниях с длительной выдержкой должна быть обеспече­на стабильность нагрузок, т. е. ее постоянство во времени. На практике все нагрузки при статических испытаниях можно ус­ловно разделить на распределенные и сосредоточенные.

Схема испытания многопролетной неразрезной балки.

а – схема балки; б – линия влияния изгибающего момента при нагружении балки в полевых условиях; в, г – эквивалентное загружение пяти и трех пролетов распределенной нагрузкой.

д, е – эквивалентное загружение сосредоточенной на­грузкой трех и одного пролета.

Схема испытания полигональной фермы: а, б, в – фактическое загружение в натурных условиях.

г, д, е – эквивалентное.

за­гружение фермы сосредоточенной нагрузкой по нижнему поясу.

Распределенную нагрузку любой интенсивности можно реализо­вать на практике с применением: а) сыпучих материалов (песок, щебень, гравий, керамзит.

б) мелкоштучных грузов.

в) крупноштучных грузов.

г) системы загружения водой.

д) системы загружения воздухом.

Сосредоточенную нагрузку можно обеспечить в полевых и в ла­бораторных условиях на основе использования: а) подвешивания грузов; б) системы распределительных устройств; в) системы натяжных устройств (талей, лебедок, полиспастов); г) гидравлических и винтовых домкратов. При этом, в зависимости от задач испытаний (заводские испыта­ния, приемочные, эксплуатационные, аварийные) и вида конструкции, ис­пытательная нагрузка по величине может быть.

– частью нормативной нагрузки (при уточнении расчетной модели несущего элемента.

– полной временной нагрузкой в одном из сочетаний (испытания конструкций I и II категорий трещиностойкости для проверки условий их наступления.

– суммой нормативной временной нагрузки и веса недостающих частей здания (испытания в период возведения здания.

– расчетной временной нагрузкой (приемочные испытания уни­кальных конструкций особого назначения.

– больше расчетной (приемочные испытания с нагрузкой, большей проектной.

– разрушающей (заводские испытания серийно выпускаемой кон­струкции.

Схема загружения конструкции должна обеспечить возникновение в исследуемых элементах необходимых напряжений и деформаций. Однако при этом следует учитывать реальные возможности и планируемую стои­мость испытаний. Стоимость, трудоемкость и продолжительность испыта­ний могут быть существенно уменьшены при расположении нагрузки собственно на сооружении.

2. Проведение статических испытаний.

Подготовительные работы. Высокая трудоемкость, стоимость, а в отдельных случаях и невозможность повторения испытаний при статических загружениях требуют тщательной разработки програм­мы испытаний, которые в значительной степени предопределяют как эффективность всей предстоящей работы, так и надежность всех данных, получаемых в результате испытания. Перед началом испытаний должна быть проведена необходимая подготовка: смонтированы нагрузочные приспособления и подготовлена нагрузка; установлены подмости и ограждения; обеспечено, если это вызы­вается условиями испытаний, дополнительное освещение мест установки приборов; согласованы перерывы в эксплуатации исследуемого объекта и т. д.

Перед началом испытаний необходимо провести предварительные подсчеты. Уточняется требуемая испытатель­ная нагрузка, и определяются соответствующие этой нагрузке значения пе­ремещений, деформаций, напряжений и усилий, возникающих в исследуе­мых элементах конструкций. Такие подсчеты являются продолжением перерасчетов, выполняе­мых по результатам освидетельствования, и производятся с учетом всех выявленных при этом отступлений от проекта, уточненных характеристик материала, обнаруженных ослаблений и т. д. В сооружениях с неявно вы­раженной расчетной схемой, допускающей выбор нескольких возможных вариантов, предварительные подсчеты должны быть выполнены по всем этим схемам.

Сравнение с результатами испытаний позволяет в дальней­шем выбрать из них схему, наиболее близкую к действительной работе со­оружения. Аналогично поступают в отношении модуля упругости и других характеристик материала, если до начала испытания значения их не могут быть надежно определены. Эти подсчеты ведутся в пределах возможных диапазонов с дальнейшим уточнением фактических значений по результа­там испытаний.

Испытания конструкций следует проводить при положи­тельной температуре воздуха при прочности бетона на сжатие не менее 90% от прочности, соответствующей классу бетона по прочности на сжатие и устанавливаемой соглас­но действующим стандартам. Конструкции, хранившиеся при отрицатель­ной температуре или поступившие на испытания непосредственно после термовлажностной обработки, предварительно выдержива­ют не менее 1 сут в помещении при температуре не ниже 15ºС.

Схемы опирания и нагружения изделий. Схему нагружения конструкций при разработке проект­ной документации необходимо выбирать так, чтобы она соответ­ствовала условиям работы конструкции в стадии эксплуатации и чтобы при испытании конструкций по этой схеме достигалось контролируемое предельное состояние. Если при одной схеме нагружения конструкции нельзя проконтролировать все предельные состояния, то следует предусмат­ривать, испытания двух и более конструкций по разным схемам нагружения.

Конструкции следует испытывать в том положении, в котором они будут эксплуатироваться. При проведении испытаний конструкций в горизонтальном положении силами, направленными горизонтально, конструкция должна быть уложена на часто расположенные шаровые подвиж­ные опоры, исключающие изгиб конструкции в вертикальной плос­кости от собственной массы. Размещение опор при испытании конструкций должно соответствовать схеме опирания, принятой при расчете этих кон­струкций. Балки, фермы, балочные плиты и настилы, рассчитанные как однопролетные свободно опертые конструкции, следует опирать на две шарнирные опоры, причем одна из опор должна допускать свободное перемещение конструкции вдоль ее оси. При передаче сосредоточенной нагрузки с помощью распреде­лительных балок последние должны опираться на испытываемую конструкцию не более чем в двух местах, причем одна из опор должна иметь возможность свободного перемещения вдоль рас­пределительной балки.

Действи­тельная схема опирания или закрепления элементов отличается от расчетной. Например, балка перекрытия, опирающаяся одинаково на обе колонны (рис. 50, а ), уложена на подливку из цементного раствора. При рас­чете же предлагалось, что одна опора 1 шарнирно-подвижная, другая 2 – шарнирно-неподвижная (рис. 50, б). Цель испытания изделия – проверка расчетных предположений, которые обеспечивают дополнительный запас прочности. Поэтому при испытании специально устраивают шарнирные опоры (или другие закрепления изде­лий), соответствующие проектным. Примеры шарнирных опор показаны на рис. 50.

Слева – схемы опирания балки на двух опорах: а – в натуре, б – при испытании; 1 – подвижная опора.

2 – неподвижная опора. Справа – конструкция шарнирных опор.

а – подвижных, б – неподвижных; 1 – каток, 2 – нижняя пластина.

3 – бетон, 4 – сварной шов.

5 – стальной уголок.

Расстояния между опорами назначают с учетом действительного опирания изделия. Например, в балке (рис. 50) испытательный пролет равен проектному расстоянию меж­ду центрами площадок опирания балки на колонну. Если при проектировании изделие рассчитано как консоль (рис. 51), то при испытании со стороны заделки устраивают закреп­ление в виде двух шарнирно-неподвижных опор, расположенных вблизи заделываемого конца.

Конструкция опирается на нижнюю опо­ру 3 и поддерживается верхней анкерной опорой 1 . прикрепленной тягами 4 к силовому полу 5.

Испытание плит и панелей, работающих в двух направлениях, при проектировании которых предполагалось опирание по четырем сторонам или углам, проводят с опиранием на шаровые и катковые опоры, установленные, как показано на схеме рис. 51, б,в . При этом должна обеспечиваться возмож­ность поворота конструкций на опорах и свободное горизонталь­ное смещение трех опорных точек относительно четвертой неподвижной. В качестве подвижных опор следует применять стальные кат­ки или шары диаметром не менее 50 мм, свободно укладываемые между двумя стальными прокладками. Конструкция должна опираться на стальные плиты, сим­метрично расположенные относительно оси опирания. Площадь стальных плит должна соответствовать площади опирания, при­нятой в проектной документации; при этом длину плит принима­ют равной наименьшей длине опирания, измеряемой вдоль пролета, а толщину – не менее 1/6 длины плиты. Опирание конструкции на стальные плиты должно осущест­вляться через выравнивающий слой раствора, проч­ность которого должна составлять не менее 50% прочности бетона конструкции. Схемы испытания ферм показаны на рис. 52.

Схема испытания: консольной балки ( а.

1, 3 – опоры, 2 – грузы, 4 – тяга.

5 – силовой пол, l – проектная длина заделки; плит, опертых по контуру ( б ) и по углам ( в ): 1 – шаровая опора, 2 – каток.

3 – плита, 4 – шар.

Рис. 52. Схемы размещения опор и нагружения ферм: 1 – ферма; 2 – домкраты.

3 – поперечные траверсы; 4 – продольные траверсы; 5 – тяги; 6 – опорные катки.

7 – стойки; 8 – башмаки; 9 – прогибомеры для определения прогибов.

10 – прогибомеры для измерения удлинения нижнего пояса; 11 – индикаторы для измерения осадки опор; 12 – индикаторы для измерения смещения концов арматуры.

При испытании на сжатие колонн и стеновых панелей усилия передают через распределительные балки с помощью катковых шарниров. Смещение катков относительно оси колонны или срединной плоскости панели должно быть равно расчетному эксцентриситету (при внецентренном сжатии). При центральном сжатии нагрузка передается через шаровые шарниры.

Как правило, изделия испытывают в том положении, в котором они будут находиться в сооружении. Если испытание проводится на оборудовании, передающем горизонтальные усилия, а в сооружении изделие нагружается вертикально, допускается соответствующий поворот изделия на 90° и испытание его горизонтальной нагрузкой. Возможны случаи передачи нагрузки снизу вверх, тогда как в натуре нагрузка действует сверху вниз. При этом изделие поворачивают на 180°. Во всех случаях поворот должен совершаться так, чтобы изменение направления нагрузки от собственного веса не вызывало появления трещин в изделии. Обычно поворот осуществляют канто­ванием, а при подъеме и установке в испытательное положение при­меняют монтажные балки (траверсы), на которые изделие опирается по всей длине.

Способы нагружения изделий . Изделия можно нагружать гидравлическими домкратами и в специальных испы­тательных машинах. Испытание плит, настилов, панелей и других конструкций равномерно распределенной нагрузкой осуществляют сжатым воздухом, накачиваемым в резиновые баллоны или штуч­ными грузами, в качестве которых обычно используют металлические или бетонные блоки, укладываемые на поверхность изделия в один или несколько ярусов (рис. 53), баки с водой, ящики с сыпучими материалами.

Рис. 53. Испытание штучными грузами: 1 – опорный блок, 2 – пластина.

3 – шарнирная опора, 4 – изделие, 5 – штучные грузы, 6 – индикатор.

Самый распространенный способ нагружения железобетонных конструкций – применение гидравлических домкратов в специаль­ных испытательных стендах и установках, рис. 56–58. Иногда стенды конструируют в виде П-образных стальных рам, стойки которых заделаны в силовой пол (рис. 54). Домкраты 2 устанавливают между ригелем 1 рамы и распределительными балками 3, которые опираются на испытуемое из­делие 4. При испытаниях применяют домкраты грузоподъемностью до 200 т, рассчитанные на давление около 40 МПа. Гидравлический домкрат (рис. 55), состоит из цилиндра 3 с дни­щем 1 . плунжера 2, поршня 7 с трубчатым штоком 8 и опорной пли­той 5. Масло подается под давлением через штуцер 4 в нижнюю по­лость 9, а затем через шток 8 в верхнюю полость 6. Под действием дав­ления масла плунжер перемещается относительно поршня и цилинд­ра, которые остаются неподвижными. Для нагнетания масла применяют насосные станции с ручным или электрифицированным приво­дом, оборудованные манометрами для измерения давления. На силовой пол – важнейшую часть испытательных стендов – опирается исследуемое изделие, и в него заделываются анкерные элементы (стойки) рамы стенда. Плиты силового пола (рис. 59) из­готовляют из железобетона толщи­ной до 2 м с армированием в трех направлениях стальными стержнями и с усилением мест заделки анкерных элементов прокатными уголками 3 и швеллерами.

Рис. 54. Рамный стенд.

3 – нагрузочная траверса.

Рис. 56. Схема стенда для испытаний балочных элементов двумя сосредоточенными грузами: 1 – опоры стенда; 2 – стальные пластинки.

3 – каток; 4 – испытываемая конструкция; 5 – рас­пределительная траверса.

6 – гидравлический домкрат; 7 – поперечная траверса; 8 – заанкеренная стойка; 9 – анкерные траверсы; 10 – анкерные болты; 11 – стальной шар; 12 – штырь.

Рис. 57. Схема нагружения конструкции при помощи рычажного устройства.

1 – опора конструкции; 2 – стальные пластинки; 3 – испытываемая конструкция.

4 – ка­ток; 5 – распределительная траверса; 6 – клиновой шарнир; 7 – рычаг.

8 – стойка; 9 – анкерная траверса; 10 – грузовая платформа.

Рис. 58. Схема стенда для испытаний плит сжатым воздухом: 1 – опора.

2 – каток; 3 – подача сжатого воздуха; 4 – верхний ростверк; 5 – поперечная рaма; 6 – испытываемая конструкция; 7 – анкерная траверса; 8 – стальные пластинки; 9 – воздухонепроницаемая камера.

Если позволяют габаритные размеры изделия и требуемое усилие, испытания проводят на гидравлических прессах, уста­навливаемых в лабораторном зале. Выпускаемые промышлен­ностью прессы ИПС (ПММ) (табл. 1) позволяют испытывать колонны и панели высотой до 6 м на сжатие усилием до 2…10 МН. Форма нижней плиты прессов удлиненная, что дает возможность проводить испытания балок пролетом до 1,5…4,5 м на изгиб усилием до половины от максимального усилия при сжатии.

1 – анкерная щель.

2 – цементный пол.

3 – уголки; 4 – бетон.

5 – гравийнопесчаная подушка.

Пример испытаний железобетонной тавровой балки в испытательном стенде приведен на рис. 60. При испытании на стендах с нагружением гидравлическими дом­кратами сначала закрепляют стойки рам в силовой плите и устанав­ливают на силовой пол нижние шарнирные опоры и распределитель­ную плиту. Затем транспор­тируют испытуемое изделие к стенду, помещают его на рас­пределительную плиту, на подливку из раствора и рас­крепляют оттяжками. На установленном изделии укреп­ляют на растворе верхнюю распределительную плиту, размещают верхние шарнир­ные опоры и верхнюю рас­пределительную балку и рас­крепляют их оттяжками. На ригеле укрепляют траверсу так, чтобы между ней и рас­пределительной балкой поме­щались домкраты. Далее ус­танавливают домкраты, к ко­торым подключают насосную станцию. Вокруг стенда ста­вят защитное ограждение. Пе­ред пробным включением домкратов проверяют пра­вильность установки изделия по схеме испытаний.

Установка измерительных приборов. При подготовке к испыта­нию на изделии выбирают места установки приборов и определяют их количество и номенклатуру, т. е. составляют схему установки приборов с указанием их типа и характеристик. При составлении схемы учитывают характер работы изделия под нагрузкой, например внецентренное сжатие колонны, изгиб консольной балки, изгиб свободно опертой плиты, который оп­ределяется расчетной схемой испытания. При этом также учитываются следующие положения.

1) измерения наиболее ответственных параметров, определяющих работоспособность сооружения, следует дублировать для исключения возможности ошибок, применяя приборы различного принципа действия. Так, например, прогиб ферм, измеренный с помощью прогибомеров, целе­сообразно измерять также путем нивелирования.

2) к группам однотипных приборов добавляется контрольный при­бор, находящийся в тех же условиях, но расположенный на элементе, не участвующем в работе сооружения. Изменение показателей контрольного прибора позволяет учесть влияние внешних факторов на результаты изме­рений и внести в них соответствующие поправки.

Рис. 60. Испытание тавровой балки в испытательном стенде.

3) в то же время не следует без особой в этом необходимости уве­личивать общее число устанавливаемых приборов, т.к. лишние приборы удлиняют время снятия отсчетов и, не принося особой пользы, усложняют проведение испытаний и обработку их результатов.

4) при прочих равных условиях приборы нужно устанавливать там, где измеряемые показатели достигают наибольших значений. Нецелесооб­разно ставить приборы в зоне «нулевых» отсчетов (например, тензометры вдоль нейтральной оси изгибаемого элемента), поскольку даже небольшие погрешности измерений в данном случае будут сильно искажать получае­мые результаты.

Схемы размещения приборов при измерении прогибов, углов пово­рота и деформаций с целью оценки одноосного, плоского и сложного напряженного состояний исследуемой расчетной среды показаны соответственно на рис. 61, 62, 63.

Установка приборов для измерения углов наклона.

3 – начальное положение оси балки; 4 – упругая линия изогну­той оси балки.

Рис. 63. Размещение тензорезисторов в двухмерном поле деформаций: а – под углом 90; б – прямоугольная розетка; в – равноугольная дельта–розетка.

г – Т – дельта–розетка.

Измерение фибровых деформаций при оценке сложного напряженного состояния является наиболее сложной задачей, как в методическом, так и в экспериментальном плане, поскольку измерительные приборы должны быть расположены в толще материала и присутствие их не должно вызы­вать искажений поля напряжений в исследуемой точке. Направление деформаций в материале в общем случае неизвестно. Для определения величин главных деформаций (3 параметра) и их ориента­ции (также 3 параметра) требуется установка в зоне каждой исследуемой точки не менее шести приборов.

Целесообразно применять для этой цели (в крупных бетонных массивах) рассмотренные выше струнные тензометры, обеспечивающие в данных условиях получение наиболее надежных резуль­татов.

Во время бетонирования важно сохранить заданную ориентацию устанавливаемых приборов, для чего тензометры крепят к легкому, но прочному каркасу арматурной проволокой. Рядом с каждой группой тензо­метров помещают контрольные приборы для исключения влияния измене­ний температуры, усадки бетона и других факторов, вносящих искажения в регистрируемые показания.

Приборы для измерения деформации (тензометры, деформометры) располагают в местах действия наибольших расчетных усилий и главных направлениях. Например, при испытании двутавровой бал­ки на поперечный изгиб (рис. 61, б ) деформации продольного направ­ления измеряют на нижней и, если позволяет схема нагружения, на верхней гранях в середине пролета, где действует наибольший из­гибающий момент, вызы­вающий наибольшие нор­мальные напряжения и со­ответствующие продольные деформации. Кроме того, в сечениях у опор, где воз­никает наибольшая попе­речная сила, вызывающая касательные напряжения в середине высоты стенки, где касательные напряжения максимальны, а нормальные равны нулю, измеряют главные деформации под 45° к оси балки.

Приборы для измерения перемещений (прогибомеры, индикато­ры) располагают в местах наибольших прогибов от испытательной нагрузки, а для контроля – в местах, где по расчету прогиб равен нулю. Например, при испытании балки на поперечный изгиб про­гибы измеряют в середине пролета и на обеих опорах. В каждом сечении приборы ставят, как правило, с двух сторон изделия, а при большой ширине, например в плитах в середине пролета, ставят три прибора – по краям и в центре. Все приборы должны быть установлены и замаркированы в со­ответствии со схемой и доступны для снятия отсчетов. Возможные небольшие отклонения от схемы установки приборов, связанные с не­удобствами крепления или с наличием дефектов на поверхности из­делия, должны быть согласованы с руководителем испытаний и по­мечены на схеме с указанием фактических размеров отклонения. При испытании следят за появлением и развитием трещин на по­верхности бетона. При появлении трещин наиболее ха­рактерные и крупные маркируют и наносят на схему изделия с ука­занием их расстояния до характерных точек. Ширину трещин изме­ряют мерной лупой или микроскопом на каждой ступени нагрузки с погрешностью не более 0,1 мм. При первом измерении лупу, приложенную к поверх­ности бетона, обводят карандашом; при последующих измерениях лупу устанавливают точно на отмеченное место. Измерения записывают в специальную ведомость с указанием номера трещины в соответствии с маркировкой на изделии и на схеме.

Режим испытания и назначение величины испытательной нагрузки. При выборе режима испытания устанавливают: 1) требуемую интенсивность нагружения; 2) ступени приложения и снятия нагрузки; 3) продолжительность ее выдерживания на испытываемом объекте. Если сооружения или конструкции после испытания должны быть переданы в эксплуатацию, то испытание не должно ухудшать их состояния. В процессе приложения и выдерживания нагруз­ки в испытываемом объекте не должны развиваться остаточные деформа­ции и, тем более, нарушения сплошности, которые в обычных условиях эксплуатации не могли бы появиться.

Максимальная испытательная нагрузка, поэтому не должна вы­ходить за установленный предел. Обычно за этот предел принимается рас­четная нагрузка в наиневыгоднейшем ее положении, за исключением тех случаев, когда приложение испытательной нагрузки, превышающей рас­четную, предусмотрено соответствующими техническими условиями. В качестве примера можно привести правила приемки стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Емкости, проверяемые на прочность, должны быть заполнены водой до расчетной отметки, а избыточное давление воздуха и вакуум в так называемом «газовом пространстве» резервуара (над залитой жидкостью) должны превышать проектные: избыточное давление на 25%, а вакуум, в зависимо­сти от типа резервуаров, на 25…50.

При испытаниях опытных объектов, передача которых в эксплуа­тацию не предусматривается, указанные выше ограничения отпадают, и мак­симум нагрузки назначается в зависимости от поставленной задачи. Если целью испытания является определение несущей способности или исследо­вание условий появления местных повреждений (трещин, сколов и т.п.), то значения максимальной нагрузки уточняют непосредственно в процессе экс­перимента в соответствии с его полученными промежуточными результатами. Однако до начала испытания этот максимум должен быть оценен ориен­тировочно для подсчета требуемой нагрузки. Последняя должна браться «с запасом» – во избежание задержек в ходе испытания в случае ее недостаточ­ности.

Испытание железобетонных изделий серийного изготовления и отбор контрольных образцов проводятся следующим образом. При проверке на прочность контрольная нагрузка принимается равной расчетной, умноженной на коэффициент, численные значения которого берутся от 1,4 до 2,0 в зависимости от типа конструкции, вида примененного бетона и характера ожидаемого разрушения. При проверке на жесткость контрольная нагрузка принимается равной нормативной в наиневыгоднейшем ее положении. При проверке на трещиностойкость – для изделий первой кате­гории трещиностойкости нагрузка берётся равной 1,05 от расчетной, а для второй категории – 1,05 от нормативной.

Ступени нагружения. При их назначении исходят из того, что, с одной стороны, чем меньше каждая ступень, тем чаще в процессе нагруже­ния могут быть взяты отсчеты по приборам. Графики исследуемых харак­теристик строятся, поэтому более четко (по большему числу точек), это осо­бенно существенно при наличии нелинейной зависимости между нагрузкой и исследуемой характеристикой; с другой стороны, с уменьшением ступе­ней нагрузки возрастает их общее число, что делает процесс испытания более длительным и трудоемким. Учитывая эти положения, в каждом конкретном случае приходится находить оптимальное решение. Так, например, для контрольных испытаний образцов железобе­тонных изделий серийного изготовления соблюдаются следующие условия.

– при проверке прочности конструкции ступени («доли») нагрузки не должны превосходить 10% от ее контрольного (т. е. максимального) значения.

– при проверке жесткости конструкции ступени должны быть не более 20% от соответствующей контрольной.

– при проверке трещиностойкости элемента после приложения нагрузки, равной 90% от соответствующей контрольной, каждая последующая доля загружения, вплоть до момента появления трещин в конструкции, должна составлять не более 5% контрольной.

Для облегчения обработки результатов испытаний последователь­ные ступени нагрузки должны быть по возможности одинаковыми. Начальную ступень нагружения конструкции следует брать небольшой (порядка 5%, но не более 10% от ожидаемой максимальной нагрузки), поскольку в начале формирования приложения усилий часть их идет на обмятие под­кладок в опорах и под нагрузочными приспособлениями, вытяжку тяг и т.д. Для уменьшения этих потерь прибегают к повторным приложениям и сня­тиям начальной ступени нагружения. Такие повторные нагрузки полезны также и для проверки возвращения «на нуль» показаний установленных приборов.

При использовании подвижной нагрузки для той же цели делают пробные обкатки.

Разгрузка. Ступени разгрузки конструкции полезно брать такими же, как и сту­пени нагружения. Этим существенно облегчается сравнение «прямых» и «обратных» ходов показаний приборов. Однако для ускорения процесса испытания нередко приходится прибегать к сокращению числа ступеней разгрузки. Их следует тогда брать кратными ступеням нагружения, с тем, чтобы совпадение соответствующих точек прямого и обратного ходов все же сохранялось.

При повторных (циклических) загружениях конструкции нагрузка после каждо­го цикла должна сниматься не полностью, а доводиться до уровня первой (начальной) ступени. Этим обеспечивается необходимая жесткость испыта­ния, поскольку все нагрузочные устройства остаются включенными. При полной же разгрузке конструкции не исключена возможность небольших перекосов и смещений нагрузочных устройств, что затрудняет сопоставление получае­мых результатов. Для выяснения закономерности приращения перемещений и де­формаций после приложения нагрузки обычно бывает достаточна выдерж­ка: для металлических конструкций – от 15 до З0 мин; железобетонных конструкций – около 24 ч; деревянных конструкций – от 12 ч до нескольких суток. Если перемещения и деформации в конструкции при постоянной нагрузке в указанные выше сроки не затухают, то время ее выдерживания удлиняется. Если замедления нарастания перемещений и деформаций не наблюдается, то испытываемый объект является негодным для эксплуатации в заданных условиях.

Для выборочных испытаний образцов железобетонных изделий се­рийного изготовления предусматривают обязательную вы­держку.

– при контрольных загружениях на жесткость и трещиностойкость – не менее 30 мин.

– после каждой промежуточной ступени загружения – не менее 10 мин.

Указания о длительности выдержки испытательной нагрузки име­ются в ряде стандартов и нормативных документов. Так, например, при приемке стальных вертикальных цилиндриче­ских резервуаров выдерживание их под гидростатическим давлением осуществляется для емкостей до 5000м 3 включительно – не менее 24 ч, а свыше 10000м 3 – не менее 72 ч.

Работы, выполняемые в процессе испытания. В ходе натурных и лабораторных испытаний строительных объек­тов или конструкций в обязательном порядке выполняется.

– предварительное загружение испытываемого объекта.

– квалифицированная запись показаний приборов.

– визуальное наблюдение за техническим состоянием испытывае­мого объекта.

– строгое соблюдение правил техники безопасности при произ­водстве статических испытаний обследуемого объекта.

Предварительное загружение конструкции является начальным, контрольным, этапом испытания. На этом этапе проверяют.

– готовност ь и надлежащее действие всех подготовленных при­способлений, в первую очередь нагрузочных.

– надежность крепления конструкции и правильность показаний установленных приборов.

– окончательно отрабатывают намеченный процесс проведения испытания.

Интенсивность предварительного загружения конструкции принимают обычно равной первой ступени нагрузки, предусмотренной программой испытания.

Выявленные во время загружения неудовлетворительно работаю­щие приборы подлежат исправлению или замене. При этом может быть два случая.

1. Исследуется объект, неоднократно подвергавшийся дей­ствию внешней нагрузки. В этом случае нет оснований ожидать сколько-нибудь заметного изменения его состояния в результате еще одного загру­жения перед началом испытаний. Показания всех установленных приборов должны были бы, следовательно, после предварительной нагрузки вернуть­ся к своим первоначальным значениям. Невозвращение показаний может быть результатом.

– так называемой обкатки, т. е. небольшого вполне допустимого смещения «нуля» прибора при первом цикле загружения. Прибор как бы прирабатывается к объекту и при следующих циклах дает надежные пока­зания.

– дефектной установки (которая должна быть исправлена) или не­удовлетворительного состояния самого прибора, подлежащего замене.

2. Исследуемый объект нагружается впервые. При первом нагружении сооружений и отдельных конструкций возможно появление остаточных перемещений и деформаций, обусловленных обмятием соеди­нений и мест опирания, осадками нагружаемых опор, взаимными смеще­ниями элементов и т.п. Невозвращение приборов на нуль после снятия первой нагрузки не может при этом рассматриваться как показатель дефектно­сти их установки.

Для выявления неудовлетворительно работающих приборов в дан­ном случае требуется внимательное наблюдение за изменением показаний, как при приложении первой нагрузки, так и при постепенном ее снятии.

Запись показаний приборов должна производиться по возможности одновременно по всем установленным на конструкции приборам. Наилучшим образом это требование обеспечивается при автомати­ческой регистрации показаний. При обычной записи число приборов, поручаемых каждому на­блюдателю, должно быть по возможности небольшим. После записи пока­заний по всем приборам рекомендуется делать повторный отсчет по перво­му из них. Разность двух последовательных показаний дает важную для оценки результатов характеристику интенсивности развития пластических деформаций после каждой ступени нагружения. Помимо записи показаний приборов должны тщательно отмечаться время записи и условия проведения испытания (данные об изменениях тем­пературы и других атмосферных факторов, случайные толчки и удары, вос­принимаемые исследуемыми конструкциями, и т. п.), которые могут быть использованы при оценке получаемых результатов.