Аналитический обзор отечественных и зарубежных результатов испытаний натуральных фрагментов зданий с различными конструктивными схемами

Введение…………………………………………………………………….3

Исследования за рубежом……………………………………….…………6

Заключение…………………………………………………………………9

Список используемой литературы……………………………………….10

Одной из наиболее актуальных задач является прогнозирование индивидуального остаточного ресурса конструкций на основе реальных фактических технических характеристик и истории нагружения. Техническая диагностика включает измерение определённых парам, выявление изменения этих парам, сравнение их с исходными. Используют следующие методы диагностики: визуальный осмотр, определение динамических характеристик, изучение напряжённо-деформированного состояния, определение дефектов. Осцилограммы напряжений записывают для наиболее напряжённых точек несущих элементов. На основе статистической обработки осциллограмм выполняют математическое моделирование характера воздействия фактического транспортного потока.

Испытания построенных зданий проводят с целью: изучения совместной работы конструкций с основанием при сложных инженерно-геологических условиях (просадочные грунты II типа, набухающие, вечномерзлые грунты, районы с горными выработками, карстовые и сейсмические районы и др.); разработка мероприятий по восстановлению эксплуатационных свойств.

Неблагоприятные воздействия создают путём неравномерного замачивания для ликвидации просадочных свойств.

Иногда для имитации неблагоприятных воздействий по контуру подземной части устанавливают плоские гидравлические или пневматические домкраты. С их помощью осуществляют местное нарушение контакта с основанием или выравнивают неравномерные осадки.

Для определения усилий, действующих на отдельные сваи, между ними и ростверком при строительстве устанавливают динамометры. Контактные напряжения по подошве ленточных, отдельных или плитных фундаментов измеряют месдозами. Деформации отдельных сечений конструкции определяют тензорезисторами или тензометрами. Перемещения узлов сопряжений чаще всего фиксируют прогибомерами или индикаторами. Кроме того, в фундаментах и стенах устанавливают плитные и настенные марки, перемещения которых измеряют относительно глубинных реперов. Для замеров перемещений зданий используют гидростатическое нивелирование.

Так, например, после испытаний фрагментов зданий и анализа экспериментов с натурными фрагментами перекрытий и покрытий, составленными из отдельных сборных железобетонных плит или панелей. Байков В.Н. предложил ряд важных конструктивных решений, усовершенствованны методы расчёта с учётом пространственного характера работы.

Так же совместную работу фрагментов здания изучали и при динамических нагружениях, имитирующих сейсмические воздействия.

Примером организации экспериментально-теоретических исследований могут служить работы, выполненные под руководством В.И. Колчунова и Н. В. Клюевой. Целью являлась разработка практических методов расчёта живучести предварительно напряжённых железобетонных балочных систем в запредельных состояниях. Предполагали внезапное выключение одного из несущих элементов. Изучали особенности деформирования, трещинообразования, колебаний и разрушения элементов, влияние динамических воздействий на механические характеристики бетона и стали. Результаты сравнивали с теоретическими значениями с использованием статико-динамических диаграмм состояния железобетона.

Полученные данные дополнены результатами численных исследований по оценке влияния предварительного напряжения, метода его создания, степени статической неопределимости, физической и геометрической нелинейности, местоположения выключаемого из работы элемента.

Для проведения исследований был использован комплекс контрольно-измерительной и вычислительной техники.

Экспериментальные исследования работы нижних поясов рам с непрерывной напрягаемой арматурой позволили В.А. Филиппову разработать ряд серьёзных конструктивных решений.

В определенный момент получила развитие методика определения динамических характеристик зданий и сооружений, предложенная С. В. Медведевым и названная МИКС (многоканальное измерение колебаний сооружений). Эта методика использовала многоканальную высокочувствительную аппаратуру со столообразной амплитудно-частотной характеристикой. В настоящее время регистрация и обработка отклика здания на микросейсмические воздействия производится с использованием специально разработанной компьютеризованной 16-канальной сейсмостанции. Частотная характеристика здания определяется как отношение совместного спектра колебаний на фундаменте и в выбранной точке здания к автоспектру колебаний фундамента. Измерения проводятся трехкомпонентными датчиками, расставленными в здании в соответствии со специальными методиками. На рисунке 24 представлены результаты таких испытаний в виде изолиний пиковых значений амплитуд колебаний, полученных при компьютерной обработке.

Преимущества метода измерения динамических характеристик зданий и сооружений с использованием микровоздействий очевидны. Здесь и дешевизна, и мобильность, которые связаны с отсутствием необходимости использовать специальные силы и средства для возбуждения колебаний, а кроме того, значительно возросшие современные возможности регистрации и обработки микро-

Самый оригинальный и наиболее эффективный способ раскачивания высоких зданий гибких конструктивных схем применили в 1960-х гг. американские ученые. Человек на крыше здания начинает раскачиваться, стараясь вызвать резонансные колебания.

С появлением датчиков высокой чувствительности (от 100 мВ/(м/с2)) и цифровой обработки сигнала появилась возможность регистрировать и выделять колебания здания, возникающие от действия приложенной к его конструкциям нагрузки, интенсивность которой сравнима с фоновой от природных микросейсм. Это позволило существенно продвинуть науку в этой области вперед.

В связи с ростом зданий в высоту и возникающими препятствиями к оперативной ликвидации возможного пожара, проводят испытания на стойкость к горению.

Приведу пример исследования минераловатного утеплителя на базальтовой основе, обладающего негорючими свойствами;

Проведенные в центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций им. В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им. В. А.Кучеренко) огневые испытания НФсВЗ и облицовкой кассетного типа показали, что испытанный образец имеет показатели, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 31251-2003 для конструкций класса пожарной опасности К0 (непожароопасные).