Цели и задачи обследования и испытания сооружений

Цели и задачирассматриваемой дисциплины - разработка мето­дов и средств, предназначенных для качественной и количественной оценки показателей, характеризующих свойства и состояния функционирующих объектов, а также опытного изучения процессов, протекающих в них, выяв­ления экспериментальным путем конструктивных и эксплуатационных свойств материалов, элементов конструкций зданий и сооружений и уста­новления их соответствия техническим требованиям.

Обследование строительных конструкций зданий и сооружений со­держит методы контроля качества изготовления и монтажа элементов строительных конструкций, обеспечивающих соответствие объекта проект­ным значениям, а также отображение действительной работы систем. Так, на заводах железобетонных изделий выпускаемые железобетонные сплош­ные панели для перекрытий жилых и общественных зданий согласно соот­ветствующему ГОСТу должны изготовляться по рабочим чертежам и удов­летворять соответствующим техническим требованиям. Устанавливаются допускаемые отклонения от проектных размеров по длине, ширине, толщи­не, неплоскостности, разности длин диагоналей, смещению закладных де­талей, толщине защитного слоя.

Материалы, применяемые для приготовления бетона, должны удовлетворять требованиям стандартов на эти материалы и обеспечивать получение бетона заданных классов по прочности и марок по морозостой­кости. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры должна соот­ветствовать значению, указанному в рабочих чертежах. Нижняя поверх­ность панели перекрытия должна быть подготовлена под окраску, на ней не допускаются местные наплывы бетона, жировые и ржавые пятна, раковины и открытые воздушные поры, а стальные закладные детали и выпуски ар­матуры должны быть защищены от коррозии.

Изучение состояния монтируемой или эксплуатируемой конструк­ции при работе в реальных условиях обеспечивается теми же методами, что и при контроле качества их изготовления, но зачастую возникает ситуация, когда для эксплуатируемого объекта отсутствует проектная и рабочая до­кументация. Тогда для восстановления последней требуется детальное изучение реальных условий работы системы. К подобной ситуации можно отнести и тот случай, когда необходимо определить работоспособность системы с учетом отклонения ее параметров от проектных.

Повышенные требования предъявляются к методам обследования при анализе причин аварий вследствие повреждений конструкций в процес­се монтажа и эксплуатации, а также катастроф - аварий, повлекших за со­бой человеческие жертвы. Проводимые обследования строительных конст­рукций и сооружений позволяют выявить наиболее характерные дефекты, и разработать рекомендации по уточнению методов расчета тех или иных конструкций, улучшить их конструктивные схемы, технологию изготовле­ния и монтажа.

Эффективность методов обследованиястроительных конструк­ций зданий и инженерных сооружений может быть проиллюстрирована на примере разработки антисейсмических мероприятий при строительстве зданий в г. Газли. Основой для разработки этих мероприятий послужили материалы обследования построек после происшедшего в 1976г. в этом го­роде землетрясения. Здания, построенные с использованием разработанных антисейсмических мероприятий, при вновь происшедшем в 1984г. земле­трясении получили лишь частичные повреждения. Происшедшее в 1985 г. землетрясение в г. Мехико разрушило более 500 зданий, в том числе около 40 высотных, тем не менее ряд высотных зданий, находящихся в сейсмоак­тивной зоне, не получили существенных повреждений, так как были по­строены с учетом конструктивных решений, снижающих сейсмические эф­фекты.

При землетрясении в 1985г. в г. Кайраккуме (Ленинабадская обл.) пострадали от разрушения корпуса зданий первой очереди Коврового ком­бината, запроектированного в 50-е годы без учета антисейсмических меро­приятий. Здания, построенные позже с учетом антисейсмических меро­приятий, не получили повреждений.

История донесла до наших дней информацию о катастрофических землетрясениях, унесших большое число человеческих жизней в результате разрушения зданий и сооружений: при землетрясении в провинции Шань-си (Китай) в 1556 г. погибло 830 тыс. человек, в Лиссабоне (1755 г.) - 60 тыс. человек, в Мексике в 1908 г. - 100 тыс. человек, в Кванто (Япония) в 1923 г. - 140 тыс. человек.

Основная задача испытанийсооружений заключается в установ­лении соответствия между реальным поведением строительной конструк­ции и ее расчетной схемой. Инженерные сооружения представляют собой достаточно сложные механические системы, состоящие из большого числа элементов, работающих в условиях сложного напряженно-деформирован­ного состояния и образующих пространственные конструкции. Несмотря на существенное развитие современной строительной механики, на широкое привлечение к расчетам быстродействующей вычислительной техники, при рассмотрении конкретных объектов, в том числе и строительных конструк­ций, возникает необходимость идеализации расчетных схем, которые учи­тывают лишь главные, основные свойства, характеризующие состояние реальной конструкции. Кроме того, поведение строительных конструкций связано с рядом факторов, носящих случайный характер, например, проч­ностные характеристики даже такого однородного материала, как сталь, подвержены разбросу. Так, анализ пределов текучести для стали марки Ст.3, проведенный Н.С. Стрелецким, показал, что предел текучести может изменяться от 200 до 320МПа. Еще больший разброс прочности имеют бе­тон и древесина. Значительной изменчивостью характеризуются нагрузки, действующие на строительные конструкции, здания и сооружения: собст­венный вес, ветер и снег, крановые нагрузки и др.

Процесс изготовления отдельных элементов конструкций, их транспортировка и монтаж также влияют на возможность появления слу­чайных отклонений от заданных размеров. Эти отклонения регламентиру­ются соответствующими технологическими допусками.

Цель испытаний - выявление поведения инженерных сооружений, конст­рукций и материалов, из которых изготовлены их элементы. Испытания могут проводиться как в лабораториях на моделях, так и на реальных объек­тах.