Выбор элементов для испытания

При приложении нагрузки к сооружению в работу вовлекаются все его конструктивные элементы или лишь отдельные их совокупности, бли­жайшие к месту загружения. Так, нагрузка, приложенная к проезжей части моста в любом месте по длине его пролета, обусловливает появление внут­ренних сил во всех элементах поясов и решетки несущих ферм; не включа­ются в работу лишь отдельные так называемые «нулевые» стержни. При испытаниях подобного рода сооружений нескольких положений нагрузки бывает достаточно для обеспечения интенсивной работы всех главнейших элементов. Задача выбора элементов при назначении программы испытаний сводится в данном случае к решению вопроса, где именно целесообразнее размешать измерительные приборы для оценки работоспособности и со­стояния сооружения в целом.

С иным положением приходится иметь дело в большинстве объек­тов промышленного и гражданского строительства, составленных обычно из многочисленных однотипных элементов в определенном их сочетании. Так, например, в многоэтажном промышленном здании каркасного типа нагрузка, приложенная на небольшом участке какого-либо из перекрытий, передастся на фундаменты через ближайшие ригели и колонны; колонны и ригели, удаленные на несколько пролетов от места загружения, почти не вовлекаются в работу. Слабо или совсем не деформируются примыкающие ненагруженные плиты того же перекрытия, и практически совершенно не работают перекрытия других этажей.

При исследованиях подобного рода сооружений выбор элементов для испытания связан непосредственно с выбором места приложения на­грузки. При этом руководствуются следующими соображениями:

I) количество загружаемых элементов должно быть минимальным, во избежание чрезмерных затрат времени и средств, необходимых для про­ведения статических испытаний;

2} испытаниями должны быть охвачены все основные виды несу­щих элементов исследуемой конструкции; в первую очередь испытывают элементы, работающие наиболее интенсивно, и элементы с обнаруженными в них дефектами и повреждениями, надлежащая работоспособность кото­рых сомнительна;

3) отбирают элементы с возможно более четкой схемой статиче­ского опирання и закрепления; при прочих равных условиях желательно выбирать элементы, свободные от дополнительных связей с примыкающими частями сооружения, которые могут вносить трудноучитываемые иска­жения в работу исследуемых элементов.

При отборе образцов серийного изготовлении для их контрольных испытании исходят из следующего. Для суждения о качестве изделий рас­сматриваемой партии должны быть испытаны наилучшие и наихудшие об­разцы. Отбор их для статических испытаний производится на основании осмотра, контроля неразрушающими методами и предварительной вибра­ционной проверки. Усредненная оценка дастся по результатам испытания образцов в состоянии, наиболее характерном для большинства изделий данной партии.

Выбор схемы загружения

Нагрузочная схема уточняется одновременно с выбором элементов для испытания, поскольку эти задачи взаимосвязаны.

Выбранная схема распределения нагрузок должна обеспечить по­явление в исследуемых элементах необходимых напряжений и деформаций, достаточных для выявления определяемых характеристик, но при этом сле­дует учитывать имеющиеся реальные возможности (наличие определенных видов загрузочных приспособлений) и стоимость испытания. Последнее очень существенно, поскольку уменьшение требуемой нагрузки упрощает и удешевляет процесс проведения испытании и позволяет укладываться в более короткие сроки при нагружении и разгрузке.

В качестве отдельных примеров ниже приведены схемы испытания разрезной плиты (рис. 1), неразрезной балки (рис. 2) и полигональной фермы (рис. 3) с соответственно равномерно распределенной и сосредо­точенной нагрузками.

а

б

в

Рис. 1. Схема испытания монолитной разрезной плиты: а- фактическая нагрузка, в натурных условиях; б - эквивалентная распределенная нагрузка (I вариант испытания); а - эквивалентная сосредоточенная нагрузка (II вариант испытания)

Рис. 2. Схема испытания многопролётной 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

Рис. 3. Схема испытания полигональной фермы: а, б, а - фактическое загружение в натурных условиях; г, д, е - эквивалентное загружение фермы сосредоточенной нагрузкой по нижнему поясу