Метод отбора проб из конструкции — КиберПедия


Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Метод отбора проб из конструкции



КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Обследование и испытание зданий и сооружений»

Вариант 01

 

Разработчик: __________________

13-ЗСб-ПГ051, МИППС, 08.03.01

группа 13-ЗСб-ПГ2

 

Проверил: доцент Хорошев А.А.

 

Допущен к защите:______________________

 

Оценка:_______________________________

 

 

Краснодар

2016 г.


Содержание

 

 

1 Методы определения прочности бетона и арматуры в обследуемых бетонных и железобетонных конструкциях.. 3

1.1 Общие сведения. 3

1.2 Классификация неразрушающих методов: 3

1.3 Метод отбора проб из конструкции. 4

1.4 Методы оценки местных разрушений. 4

1.5 Метод взрыва. 5

1.6 Метод выдергивания анкеров. 5

1.7 Метод отрыва (ГОСТ 21243) 5

1.8 Метод скалывания (ГОСТ 22690) 6

1.9 Метод измерения пластической деформации. 6

1.10 Метод измерения упругого отскока. 8

1.11 Акустические методы. 9

1.12 Молоток. 10

2 Приборы, используемые при испытаниях сооружений (тензометры, тензорезисторы) 12

Список литературы.. 22

 


 

1 Методы определения прочности бетона
и арматуры в обследуемых бетонных
и железобетонных конструкциях

 

Общие сведения

Методы определения прочности материалов в обследуемых конструкциях делятся на разрушающие и неразрушающие.

Разрушающие методы - это стандартизированные испытания отобранных из конструкции проб-образцов материала (методы отбора проб из конструкции). Методики испытаний образцов - те же, что и для бетонных кубов, призм и балочек, изготовленных одновременно с конструкцией, или образцов стали и арматуры от соответствующей партии металла.

Неразрушающие методы позволяют определить прочность материала в конструкции без нарушения её несущей способности.

Достоинства неразрушающих методов:

* сохранение цельности конструкции (как сплошности, так и поверхностного слоя);

* возможность многократного повторения операций;

* возможность выполнения измерений в любом количестве доступных точек;

* сравнительно малая затрата времени на испытание;

* возможность получения данных не только о прочности, но и других данных о качестве и состоянии материала (дефекты, состав и структура, толщина элемента, глубина трещин и т.д.);

Недостатки неразрушающих методов:

* результаты испытания получаются не непосредственно в виде искомого фактора (прочность, плотность, модуль упругости), а в виде косвенного показателя (скорости распространения ультразвука, интенсивности поглощения ионизирующих излучений и т.п.); для перехода к числовым значениям определяемого параметра требуется знать существующую между ним и косвенным показателем зависимость, которая носит обычно сложный характер;

* требуется довольно сложная аппаратура и квалифицированные специалисты.

1.2 Классификация неразрушающих методов:

А. Механические -

* метод измерения пластической деформации;

* метод измерения упругого отскока;

* методы оценки местных разрушений.

Б. Физические -

* с использованием проникающих сред.

* акустические (ультразвуковые и более низких частот);

* с использованием ионизирующих излучений (радиационные);

* магнитные, электрические и электромагнитные;

В. Комплексные -

* совмещение механических методов;

* то же, физических методов;

* то же, механических и физических методов.

Методы оценки местных разрушений

Методы стрельбы.

В 1933 г. профессором Б.Г. Скрамтаевым был предложен метод стрельбы из пистолета типа «Наган» по бетонной поверхности с расстояния 6...8 м с ограждением стреляющего от возможного рикошета. Он установил эмпирическую зависимость: прочность бетона R = f(от объема замазки, расходуемой на заполнение образовавшихся выбоин).

Позднее Ф.Ф. Поляковым было законструировано ружье с подставкой, приставляемое дулом к бетонной поверхности; при выстреле в бетон вонзался стальной заостренный ударник. Он установил эмпирическую зависимость: прочность бетона R = f(от глубины погружения ударника).

Метод взрыва

В ВИА им. В.В. Куйбышева был предложен метод взрыва малого заряда взрывчатого вещества, уложенного на бетонную поверхность. Была установлена эмпирическую зависимость: прочность бетона R = f(от размера воронки).

Понять авторов этих методов можно: они любыми путями стремились добраться до глубинных слоев материала, прочность которых отличается от прочности бетона поверхностных слоев. Сейчас физические методы позволяют с успехом проникнуть вглубь материала, поэтому методы стрельбы и взрыва уже не применяются, лишь для деревянных конструкций сохранился метод стрельбы из малокалиберной винтовки (см. с. 20).

Метод выдергивания анкеров

В просверленный в бетоне шпур диаметром 24 или 28 мм (используются два типа анкеров) и глубиной 35...40 мм вставляется самозаанкеривающееся устройство в виде опорного стержня и рифленых сегментных щёк, въедающихся в бетон при попытке выдернуть стержень. Анкер выдергивается вместе с каким-то объемом бетона. Установлена эмпирическая зависимость: прочность бетона R = f (усилия выдергивания). Расстояние между шпурами при неоднокатном испытании - не менее 250 мм, от грани конструкции до места отрыва должно быть не менее 150 мм.

1 – опорный стержень;

2- щёки

 

Метод отрыва (ГОСТ 21243)

На предварительно зачищенную поверхность бетона эпоксидным клеем крепится стальной диск диаметром 60 или 80 мм, толщиной 10 мм, имеющий с одной стороны стержень с винтовой нарезкой. Для удержания диска на вертикальной поверхности до отвердения клея применяют гипсовый раствор, который перед отрывом диска должен быть тщательно удален. Чтобы слой клея не выходил за поверхность диска на подготовленную бетонную поверхность предварительно приклеивают бумажное кольцо с внутренним диаметром соответственно 60 или 80 мм. Для отрыва диска за стержень используют гидравлический пресс-насос ГПНВ-5 или ГПНС-4 (Донецкого ПромстройНИИпроекта). Установлена эмпирическая зависимость: прочность бетона R = f (усилия отрыва). Испытывают обе противоположные грани конструкции, причем испытание считается состоявшимся, если площадь проекции поверхности отрыва на плоскость диска составляет не менее 80 % площади диска; в противном случае испытание повторяют.

Акустические методы.

Акустические методы основаны на использовании упругих механических колебаний. Основной характеристикой колебательного процесса является частота f - отношение числа циклов колебаний ко времени их совершения. Если f < 20 Гц, то это колебания инфразвуковые; если f находится в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, то это колебания звуковые (слышимые человеческим ухом); если f > 20 кГц, то это колебания ультразвуковые.

Физические основы ультразвука.

Источники. Для возбуждения ультразвуковых волн на поверхность материала может устанавливаться преобразователь переменного электрического тока в механические колебания. Такое преобразование способны совершать кристаллы кварца, сегнетовой соли, сульфата лития, сульфоиодита сурьмы, титаната бария. Деформация кристаллов под действием приложенного к ним электрического тока называется обратным пьезоэффектом. Прямой пьезоэффект заключается, наоборот, в поляризации поверхности кристаллов в результате их деформации. По принципу обратного пьезоэффекта работает источник ультразвуковых волн, по принципу прямого пьезоэффекта - приёмник волн.

Существуют и магнитострикционные источники ультразвука. Они состоят из магнитостриктора 2 (собирается из тонких изолированных друг от друга пластинок никеля), обладающего свойством под действием магнитного поля сжиматься и растягиваться, металлической мембраны 3, жестко прикрепленной к корпусу 1. Через катушку пропускается переменный электрический ток (в источнике волн) или, наоборот, в нем возникает ток (в приёмнике волн).

 

Ультразвуковые приборы, используемые в России: Бетон 5, 8-УРЦ; УКБ-1, 1М; УК-10п, 12п, 16п; УФ-90ПЦ; ДУК-20 и др.

Регистрация ультразвуковых колебаний - от приёмника через усилитель на экран электронно-лучевой трубки осциллографа.

Первое важное свойство ультразвука: он практически полностью затухает в воздухе (это позволяет выявить наполненные воздухом дефекты в материале). Это свойство настолько сильно, что для устранения воздушной прослойки между преобразователями и материалом обязательно наносят контактирующую среду: для металла - минеральное масло, для бетона - солидол, технический вазелин или эпоксидную смолу.

Второе важное свойство ультразвука - отражаться от противоположной грани элемента.

Способы прозвучивания. Источник и приёмник ультразвуковых волн могут быть расположены на противоположных гранях объекта. В этом случае волна проходит сквозь толщу материала, поэтому способ называется сквозным. Направление прозвучивания при этом возможно нормальное к поверхностям объекта и наклонное (диагональное). Если на пути волны встречается существенный дефект, наполненный воздухом, то скорость ультразвука, по сравнению со скоростью на соседних участках материала без дефектов, снизится; под дефектом возникает своеобразная «теневая» зона. Источник и приёмник ультразвуковых волн могут быть расположены и на одной и той же грани объекта. В этом случае волну можно пускать по поверхности материала (выискиваются трещины, выходящие на поверхность конструкции) и в глубь его. В последнем случае волна проходит сквозь толщу материала и отражается от противоположной грани или от дефекта (так называемый «эхо-метод»).

Определение прочности бетона. Чем более рыхлую структуру имеет бетон, тем больше воздушных прослоек встретит на своем пути ультразвуковая волна, тем сильнее уменьшится её скорость. Сравнивая скорость прохождения волны сквозь бетон обследуемого объекта со скоростями прохождения её через эталонные бетонные образцы разной прочности (разной степени рыхлости), определяем прочность бетона объекта. Иными словами, для определения прочности бетона объекта достаточно воспользоваться уже существующей эмпирической зависимостью

R = f (v).

Молоток

Для приближённой оценки прочности бетона можно применить обычный молоток. При ударе по бетону непрочному звук получается «глухим», создаётся впечатление, что молоток как бы погружается в бетон. Чем прочнее бетон, тем звук становится всё более «звонким», а молоток «отскакивает» от бетона всё сильнее. Это – симбиоз методов измерения пластических деформаций, упругого отскока и акустического (шутка). С накоплением опыта такое испытание позволяет получить вполне достоверные результаты.

 

Неразрушающие методы оценки механических характеристик арматуры ещё только разрабатываются. Поэтому механические характеристики оцениваются по виду профиля арматуры, устанавливаемого при её вскрытии, или испытанием образцов арматуры, вырезанных из слабо загруженных участков конструкций.

 

 


 

Требования к идеальному тензометру.

1. Он должен иметь высокую чувствительность к статическим и динамическим деформациям - для железобетонных и металлических конструкций минимальная регистрируемая деформация 1·10-5 (0,001%) практически уже достаточна (это соответствует напряжению примерно 0,2 в железобетоне и 2 МПа в металле.

2. База измерения деформации должна соответствовать задачам эксперимента. Напряжение во всех прочностных расчётах всегда связывают либо с некоторой точкой материала, либо с конкретным сечением элемента. Однако тензометр обладает определёнными габаритами и регистрирует деформацию некоторого участка материала (база тензометра), т.е. усредняет измеряемую деформацию.

Следует ли из этого, что база идеального тензометра должна быть предельно малой? В отношении абсолютно однородного и изотропного материала такой подход справедлив. Обычные строительные материалы таковыми не являются. Чтобы исключить влияние конгломератности строения материала и усреднить неоднородность их деформирования, база тензометра в 7...10 раз должна превышать размер максимального структурного элемента. Для металла база в 0,2...0,3 мм уже достаточна для осреднения, для бетона оптимальная база может достигать 100, 200 и даже 500 мм.

С другой стороны, база не должна превышать элементарный объём материала, в пределах которого напряжение можно считать однородным.

3. Идеальный тензометр должен иметь минимальную массу и жёсткость.

4. Он должен иметь широкий измерительный диапазон. Нас уже не удовлетворяет регистрация только упругих деформаций до (500...700)·10-5 (0,5...0,7 %).

5. Он должен быть нечувствителен к влиянию окружающей среды.

6. Он должен быстро и надёжно устанавливаться и быть недорогим.

7. Он должен обеспечивать возможность дистанционной регистрации и скоростного снятия показаний.

8. При измерении динамических деформаций он должен обладать достаточной вибрационной прочностью.

Далее мы будем рассматривать реально существующие тензометры, и Вам самим предстоит определить, в какой степени они соответствуют перечисленным требованиям.

Тензометры делятся на механические, электромеханические, электрические тензометры сопротивления (тензорезисторы) и струнные (структурные тензорезисторы).

2.2 Механические тензометры

Чаще всего бывают рычажного типа.

Первый из них - это тензометр Гугенбергера (Хугенбергера).

Его кинематическая схема:

 

1 - неподвижная опора; 2 - подвижная опора;

3 - рычаг; 4 - стрелка; 5 - шкала; 6 - ползун;

7 - коромысло (поводок); 8 - зеркало; 9 - корпус

Это - двойная рычажная система, образованная подвижным рычагом и стрелкой, соединёнными поводком. Цена деления шкалы - 0,01 мм, количество делений - 50; база - 20 мм, её можно увеличить до 200 мм при помощи удлинителя. С помощью ползуна можно установить стрелку на любое деление шкалы. Масса прибора - 70 г, высота - 135 мм. Крепление - посредством струбцины.

Прибор отличается высокой точностью, имеет простую конструкцию. Однако для его установки требуется известные навыки, он очень хрупок, легко повреждается, имеет сравнительно иалый диапазон измерений (даже с учётом перестановки стрелки после исчерпания шкалы), его невозможно использовать в дождливую и ветренную погоду.

Тензометры Н.Н.Аистова ТА-2 и ТА-6.

Они - электромеханического типа. Их кинематическая схема:

1 - неподвижная призма;

2 - подвижная призма;

3 - рычаг (плоский);

4 - микрометрический винт;

5 - лимб с делениями;

6 - указатель для снятия отсчётов;

7 - счётчик оборотов;

8 - верхняя часть металлического корпуса;

9 - нижняя его часть; 10 - изоляция;

11- провода к сигнальному устройству

При работе с прибором лимб вращают до соприкосновения острия микрометрического винта с площадкой рычага. В момент касания цепь замыкается, включается звуковой сигнал (зуммер) и по шкале лимба напротив указателя берут начальный отсчёт. Затем отводят винт от рычага, размыкая цепь. После приложения нагрузки и деформирования конструкции берут новый отсчёт. Цена деления шкалы - 0,001 мм, количество делений - 100, база -20...50 мм (за счёт перемещения опорной призмы вдоль станины); её можно увеличить до 100, 150 и 200 мм при помощи удлинителей. База тензометра зависит от измеряемой деформации, модуля упругости материала и требуемой точности измерения.

Крепление - посредством струбцины. Масса прибора - 37 г, высота - 62 мм, т.е. центр тяжести расположен гораздо ниже, чем у тензометра Гугенбергера (сравните) и он более устойчив. Высокая точность, простая конструкция, удобство установки и надёжность в работе позволяют широко использовать его как в лабораторных, так и в полевых условиях. Однако снятие отсчётов по лимбу путём его вращения вручную повышает погрешность измерений. Кроме того, в момент замыкания цепи между остриём винта и площадкой рычага проскакивает искра, происходит обгорание площадки и её приходится периодически очищать от окалины.

Список литературы

 

1. Авдейчиков Г.В. Испытание строительных конструкций [Электронный ресурс]: учебное пособие (конспект лекций). - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. – 160 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930936001.html.

2. Юдина Л.В. Испытание и исследование строительных материалов [Электронный ресурс]: учебное пособие: - М.: Издательство АСВ, 2010. - 232 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930937909.html.

3. Оценка технического состояния, восстановление и усиление оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. В 2-х частях. Ч.1. Оценка технического состояния оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. Под ред. А.И. Бедова [Электронный ресурс]: учебное пособие: - М: Изд-во АСВ, 2014. - 704 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785432300249.html.

4. Ушаков И.И., Мищенко В.Я., Ушаков С.И. Коррозионные повреждения стальных конструкций и основы диагностики [Электронный ресурс]: учебное пособие: - М.: Издательство АСВ, 2013. - 144 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785930939248.html.

5. Житушкин В.Г. Усиление каменных и деревянных конструкций [Электронный ресурс]: учебное пособие. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. - 112 с. Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN978930936575.html.

6. Добромыслов А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений [Электронный ресурс]: справочное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. - 304 с. / Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN5930934371.html.

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Обследование и испытание зданий и сооружений»

Вариант 01

 

Разработчик: __________________

13-ЗСб-ПГ051, МИППС, 08.03.01

группа 13-ЗСб-ПГ2

 

Проверил: доцент Хорошев А.А.

 

Допущен к защите:______________________

 

Оценка:_______________________________

 

 

Краснодар

2016 г.


Содержание

 

 

1 Методы определения прочности бетона и арматуры в обследуемых бетонных и железобетонных конструкциях.. 3

1.1 Общие сведения. 3

1.2 Классификация неразрушающих методов: 3

1.3 Метод отбора проб из конструкции. 4

1.4 Методы оценки местных разрушений. 4

1.5 Метод взрыва. 5

1.6 Метод выдергивания анкеров. 5

1.7 Метод отрыва (ГОСТ 21243) 5

1.8 Метод скалывания (ГОСТ 22690) 6

1.9 Метод измерения пластической деформации. 6

1.10 Метод измерения упругого отскока. 8

1.11 Акустические методы. 9

1.12 Молоток. 10

2 Приборы, используемые при испытаниях сооружений (тензометры, тензорезисторы) 12

Список литературы.. 22

 


 

1 Методы определения прочности бетона
и арматуры в обследуемых бетонных
и железобетонных конструкциях

 

Общие сведения

Методы определения прочности материалов в обследуемых конструкциях делятся на разрушающие и неразрушающие.

Разрушающие методы - это стандартизированные испытания отобранных из конструкции проб-образцов материала (методы отбора проб из конструкции). Методики испытаний образцов - те же, что и для бетонных кубов, призм и балочек, изготовленных одновременно с конструкцией, или образцов стали и арматуры от соответствующей партии металла.

Неразрушающие методы позволяют определить прочность материала в конструкции без нарушения её несущей способности.

Достоинства неразрушающих методов:

* сохранение цельности конструкции (как сплошности, так и поверхностного слоя);

* возможность многократного повторения операций;

* возможность выполнения измерений в любом количестве доступных точек;

* сравнительно малая затрата времени на испытание;

* возможность получения данных не только о прочности, но и других данных о качестве и состоянии материала (дефекты, состав и структура, толщина элемента, глубина трещин и т.д.);

Недостатки неразрушающих методов:

* результаты испытания получаются не непосредственно в виде искомого фактора (прочность, плотность, модуль упругости), а в виде косвенного показателя (скорости распространения ультразвука, интенсивности поглощения ионизирующих излучений и т.п.); для перехода к числовым значениям определяемого параметра требуется знать существующую между ним и косвенным показателем зависимость, которая носит обычно сложный характер;

* требуется довольно сложная аппаратура и квалифицированные специалисты.

1.2 Классификация неразрушающих методов:

А. Механические -

* метод измерения пластической деформации;

* метод измерения упругого отскока;

* методы оценки местных разрушений.

Б. Физические -

* с использованием проникающих сред.

* акустические (ультразвуковые и более низких частот);

* с использованием ионизирующих излучений (радиационные);

* магнитные, электрические и электромагнитные;

В. Комплексные -

* совмещение механических методов;

* то же, физических методов;

* то же, механических и физических методов.

Метод отбора проб из конструкции

Из бетона высверливают цилиндры с помощью алмазных коронок или перфораторным бурением. Режут бетон с помощью кругов, дисков, ленточных пил, усиленных наваркой крошки из сверхтвердых сплавов. Заделка пустот в бетоне производится с применением безусадочного цемента.

Естественно, это весьма трудоемкий процесс, связанный к тому же с ослаблением конструкции (пусть даже временным). Если для массивных конструкций оно мало заметно, то для конструкций с ограниченными размерами - довольно чувствительно. Отсюда понятна тенденция, во-первых, к уменьшению размеров образцов, во-вторых, к ограничению их количества, в-третьих, к использованию для этой цели наименее ответственных или даже второстепенных конструкций сооружения.

Если первая часть этого желания может быть вполне удовлетворена, и от прочности малых образцов к прочности эталонного куба можно перейти с помощью переводных (масштабных) коэффициентов, то для удовлетворения второй и третьей части желания трудно отыскать подобные компромиссы. Действительно, накопить достоверную статистику на единичных образцах просто невозможно. А извлечение образцов из второстепенных конструкций чревато не меньшей, чем ослабление, опасностью - опасностью получить обманчивую, недостоверную информацию о свойствах материала, ибо материал из таких конструкций может оказаться совершенно нехарактерным для сооружения в целом.

Эти трудности ограничивают применение методов, связанных со взятием образцов из конструкций, и стимулируют развитие неразрушающих методов испытания.






Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.014 с.