Испытание строительных конструкций

Все здания и сооружения, независимо от высоты и технологии строительства, в процессе эксплуатации подвергаются воздействию агрессивных факторов. Износ ухудшает первоначальные свойства материалов, которые использовались при строительстве. Своевременно выявлять дефекты и приводить их в соответствии с требованиями безопасности помогают испытания строительных конструкций — различные мероприятия по контролю, исследованию и анализу уже возведенных зданий. Они помогают оценить эксплуатационные характеристики, обнаружить повреждения, составить заключение о безопасности строения и понять, нужен ли зданию ремонт.

Цели исследования

Строящиеся или уже построенные здания подвергают испытаниям для того, чтобы оценить их реальное техническое состояние. Это также нужно для:

• оценки контроля качества работ и составления отчетов с целью дальнейшей отправки в контролирующие органы (здесь оценивается качество используемых материалов, сварные швы на металлоконструкциях, прочность фундамента, перекрытий, стен);
• оценки превышения предельно допустимой нагрузки и определения целесообразности установки дополнительного оборудования;
• изучения качества, сертификатов и технических паспортов железобетонных и бетонных изделий, поступающих на стройплощадку;
• документального освидетельствования, необходимого для разрешения досудебного или судебного спора, возникшего в ходе возведения объекта

В ходе оценки проводится испытание бетона, фундамента, балконов, крыши, горизонтальных перекрытий, лестниц и декора (эркеры, колонны).

Задачи исследования

Техническое испытание – проверка, которой подвергается каждый возводимый или уже сданный в эксплуатации объект. Своевременное проведение помогает:

• выявить появившиеся деформации;
• определить реальную несущую способность используемых перекрытий;
• установить точки наивысшего напряжения;
• оценить влияние обнаруженных дефектов на безопасность эксплуатации;
• оценить необходимость усиления той части сооружения, в которой выявили повреждение;
• изучить технико-эксплуатационные характеристики объекта;
• рассчитать предельно возможный запас прочности.

Обследования возведенных зданий бывают добровольными, периодическими или предупреждающими. Первые собственник объекта проводит по своему желанию, вторые проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ, третьи – перед предстоящим ремонтом здания или его отдельных участков.

Виды испытаний

По время экспертизы строительных конструкций обследованию подвергают различные объекты, в том числе:

1. Уже сданные в эксплуатацию сооружения. Во время опытов определяют жёсткость, несущую способность, стойкость к трещинам, а затем составляют акт и рекомендации по усилению конструкций.
2. Уже выпущенные металлоконструкции и построенные здания. Экспертизу проводят с целью определения соответствий нормативным и проектным документам, а также определения реальной жёсткости, несущей способности, стойкости к трещинам, готовности к сдаче в эксплуатацию.
3. Опытные конструкции. Проведение проверки целесообразно до начала серийного производства.
4. Уже возведенные сооружения, если опыт включен в экспериментально-научное исследование.
5. Образцы изделий. Обследованию подвергают продукцию, которая выпускается массово на заводах. Это помогает контролировать качество используемых материалов и соблюдение технологии производства.

Каждый из объектов можно испытать лабораторным или натурным путем. К последнему методу прибегают непосредственно на стройплощадках. При этом исследуемый объект подвергается воздействию статической или динамической нагрузки. Сотрудники оценивают его изменения в пространстве, появление изгибов, места сжатия и растяжения. В статической нагрузке на сооружение укладывают неподвижный тяжелый груз, масса которого постепенно увеличивается. В динамическом исследовании прибегают к ударным нагрузкам, движущимся грузам и вибромашинам, которые воздействуют на объект путем пульсации или вибрации.

Организация исследований

Испытанием строительных конструкций занимаются сотрудники специализированных лабораторий. Строительные компании, занимающиеся изготовлением металлоконструкции и эксплуатацией уже готовых зданий, вправе проводить только простую экспертизу. Подготовкой технического задания для проведения экспериментальных работ может заниматься только специалист, который:

• изучает техническую документацию;
• отбирает образцы для проведения технического обследования;
• освидетельствует объекты перед началом работ;
• составляет программу и проект предстоящего исследования;
• подготавливает исследуемый объект, оборудование и инвентарь.

Исследуемые образцы отбирают и анализируют в том случае, если они выпускаются серийно (по одинаковой технологии за один раз) или если в экспертизе есть научно-исследовательская составляющая. Обычно берут три экземпляра испытываемых образцов. Если они выпускаются сериями, то из каждой партии на 100 штук берется один образец, из партии на 200 штук – два и т.д.

На каждый объект, попавший в выборку или отправившийся на опыты, готовят техническую документацию. В ней указывают:

• материалы, из которых он изготовлен;
• технологию производства;
• соответствие проектным данным.

К примеру, если нужно испытать железобетонное изделие, то в сопроводительном документе указывается прочность, склонность к деформации арматуры, состав бетона, исполнительные и технические данные.

Еще один этап испытаний строительных конструкций – освидетельствование. Оно проводится ради обнаружения ослабленных и ненадежных элементов сооружения, которые в дальнейшем должны находиться под наблюдением. Для этого внимательно изучают размеры объекта, его поверхность, места соединения элементов, их сечение. При этом используют геодезическое оборудование, а полученные результаты сверяют со сведениями из документации. Для визуального изучения берут зеркала, линзы, перископы, иногда ультразвуковой аппарат. Выявленные трещины, сколы, раковины и прочие повреждения отображаются в журнале.

Программа исследований

Для отражения цели и методики испытания конструкций используют методическую программу. В этом документе также подробно описывают перечень используемого оборудования, план предстоящих работ и порядок, в котором они будут проводиться. Помимо этого ответственный специалист:

• чертит обмерные схемы объекта с указанием реальных геометрических размеров, параметров жесткости, повреждений и дефектов;
• переносит в программу результаты исследования объекта, в ходе которого он подвергался испытательным нагрузкам, а наблюдатели снимали фактические размеры каждого элемента.
• определяет количество ступеней нагрузки и разгрузки, а также изменения параметров, снятых в ходе испытательных работ;
• устанавливает узлы, сечения и точки, которые будут измеряться в ходе проверки;
• составляет список измерительных приборов, которые подбираются по рабочему диапазону и чувствительности.

Сотрудник также вычисляет величину ожидаемого перемещения, усилий и деформации в тех участках, которые находятся под наблюдением. Он устанавливает разрушающую нагрузку и нагрузку, которая предположительно изменит статические и механические характеристики интересующего объекта.

В программу испытательных работ также включают мероприятия по технике безопасности. Для этого ответственный  за опыты сотрудник:

• составляет подробную пошаговую инструкцию, в которой распределяет обязанности и порядок взаимодействия членов рабочей группы;
• подготавливает план испытательных работ и карту, на которой определяет места расположения опасных участков, оборудования и пульта управления;
• проверяет наличие аппаратуры для аварийного сброса нагрузки и страховочного оборудования, которое предотвратит падение тяжелых конструкций и обвала исследуемого объекта;
• определяет максимальную и минимальную нагрузку, чтобы предотвратить возможные травмы членов бригады.

Программа испытаний строительных конструкций – документ, помогающий получить достоверные результаты проверки, пригодные для сравнения со сведениями из проектной и технической документации. В дальнейшем, располагая несколькими программами, можно обобщать и анализировать результаты проверок, которые проводились в разное время.