Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция и ремонт жилых зданий

Приборы для определения технического состояния здании


Приборы для определения технического состояния здании

Для определения технического состояния здания необходимо иметь сведения о фактической прочности конструкций, их жесткости, наличии и расположении арматуры, однородности, плотности бетона и трещинах. Для этой цели применяются простые и сложные приборы, которые в зависимости от принципа их действия можно разделить на две группы:
— первая группа — приборы, основанные на механическом принципе;
— вторая группа — приборы, используемые при неразрушающих методах контроля.

Приборы для определения плотности, жесткости и однородности бетона. Приборы первой группы основаны на методе пластических, упругопластических деформаций (молоток Физ-деля, эталонный молоток Кашкарова, испытательный молоток Польди, молоток Ухтомского) и упругого отскока (пистолет ЦНИИСК, прибор ХПС). Этими приборами производятся склерометрические испытания прочности бетона.

Молоток Физделя. Он представляет собой простейший прибор, состоящий из деревянной ручки, на которую насажен молоток, с одной стороны заостренный, а с другой имеющий сферическое гнездо с завальцованным стальным шариком.

Для определения прочности бетона локтевым ударом молотка средней силы наносят на испытываемую поверхность 10— 12 отпечатков (лунок) от шарика на расстоянии между ними не менее 30 см. Замерив диаметр и глубину отпечатков, вычисляют среднее арифметическое значение, отбросив при этом максимальный и минимальный результаты замеров, сделанных на одной поверхности конструкции. Диаметр лунки измеряют штангенциркулем с помощью углового масштаба или лупы, а прочность бетона определяют по тарировочной кривой, сравнивая средние арифметические значения всех отпечатков.

Рис. 1. Молоток Физделя а — молоток; б —угловой масштаб; в — тари-ровочный график 1 — молоток; 2 —деревянная ручка; 3 — сферическое гнездо в головке молотка; 4 — стальной шарик

Молоток Кашкарова (рис. 121). На металлическую ручку насажен цилиндрический молоток с завальцованным шариком. В отверстие между молотком и шариком вводят эталонный металлический стержень, после чего наносят молотком 10— 12 ударов на расстоянии 30 см, передвигая с каждым из них эталонный стержень. При каждом ударе получают два отпечатка: на испытываемой поверхности и на стержне. Замерив диаметры отпечатков и найдя среднее арифметическое значение отношения диаметра отпечатка по поверхности (d) к диаметру отпечатка на эталонном стержне (D), определяют по тарировоч-ной кривой прочность испытуемого материала.

Пистолет ЦНИИСК. Он представляет собой прибор ударного действия с постоянной энергией удара, которая равна 50 или 12,5 кгс/см2. Для определения прочности материала пистолет устанавливают перпендикулярно испытуемой поверхности и, нажимая на ударник, приводят в действие ударную пружину. При этом держатель, освобождая боек, под действием ударной пружины бьет по ударнику и отскакивает от него. По величине отскока, фиксируемой на шкале прибора, определяют прочность.

Прибор ПМ. Он разработан АКХ имени К- Д. Памфилова и основан на принципе нанесения отпечатка на поверхность конструкции и определения прочности материала по величине этого отпечатка. В металлическом корпусе прибора расположен ударник с завальцованным металлическим шариком и боек, соединенный с двумя пружинами. Для определения прочности конструкции прибор ставят перпендикулярно ее поверхности и нажимают на него до тех пор, пока не произойдет удар, а затем по величине отпечатка, полученного при ударе, по тариро-вочной таблице находят прочность испытуемого материала.

Прибор ПО-1. Разработанный в Главленинградстрое Овчинниковым, он аналогичен предыдущему; служит для определения прочности материала по величине отпечатка, наносимого шариком, помещенным в ударной головке прибора, с помощью специальной таблицы, прилагаемой к прибору.

Рис. 2. Молоток Кашкарова а — молоток; б — угловой масштаб; в — тариро-вочный график 1 — головка молотка; 2 — металлическая ручка; 3 — резиновая ручка; 4 — гнездо для шарика; 5 — стальной шарику, 6 — эталонный стержень из проволоки

Приборы для измерения деформаций.* Для определения различных деформаций конструктивных элементов предназначены прогибомеры, тензометры, клинометры и сдвигомеры. Этими приборами измеряют прогибы балок, настилов, ферм и т. п., углы поворота сечений элементов конструкций, продольные деформации волокон и относительные перемещения при сдвиге.

Рис. 3. Прогибомер Максимова

Прогибомеры представляют собой приборы для измерения перемещений отдельных точек конструкции. К ним относятся прогибомер Максимова, индикаторы (мессуры), прогибомер Емельянова, прогибомер Аистова.

Прогибомер Максимова. Он устанавливается на испытуемой конструкции или на плотном основании под ней при помощи струбцины. К конструкции прикрепляется тонкая проволока, а к свободному концу ее, огибающему шкив, подвешивается груз. При прогибе конструкции вращение шкива вызовет поворот стрелки вдоль кольцевой шкалы. Одно деление шкалы отвечает прогибу, равному 0,1 мм.

Индикатор (мессура). Этот прибор применяется для определения небольших деформаций (до 10 мм). Через корпус индикатора проходит стержень, который при прогибе конструкции перемещается вдоль своей оси и приводит через систему шестеренок в движение стрелку, показывающую отсчет на циферблате. Одно деление шкалы отвечает прогибу, равному 0,01 мм перемещения стержня вдоль своей оси.

Прогибоме р Емельянова. Им измеряют деформации в неограниченном диапазоне с точностью 0,01 мм. Прибор соединяется с испытуемой конструкцией так же, как прогибомер Максимова.

Тензометры служат для определения линейных продольных и поперечных деформаций волокон, вызываемых силовыми воздействиями. Они могут быть механическими, электромеханическими и др. Наибольшее распространение получили тензометры Гугенбергера, Аистова, проволочные тензометры сопротивления (датчики).

Рис. 3. Индикатор (мессура)

Рис. 4. Прогибомер Емельянова

Рис. 5. Прогибомер Аистова

Тензометр Гугенбергера. Он представляет собой механический прибор, дающий увеличение в 1200 раз. Тензометр измеряет линейную деформацию волокна на участке между ножом и призмой,

что отражается на шкале с ценой одного миллиметрового деления, равного 0,001 мм. Прибор крепится к испытуемой конструкции струбцинами. База тензометра равна 20 мм, но при помощи удлинителей может значительно увеличиваться.

Тензометр Аистова (рис. 7). Это электромеханический прибор, измеряющий деформации с точностью до 0,0001 мм. Он опирается на поверхность исследуемой конструкции острием ножа и ребром призмы. База увеличивается до 100, 200 мм и более удлинителями. Прибор прикрепляется к конструкции различными струбцинами.

Рис. 6. Тензометр Гугенбергера а — первая модель; б — вторая модель

Проволочные тензометры сопротивления (датчики). Они представляют собой датчики из медно-нике-левой проволоки, которая крепится в виде зигзагообразной линии на тонком листе бумаги. К концам ее присоединяются медные проволочки для подключения к измерительному устройству. Тензометр основан на измерении величины деформаций по изменению активного сопротивления тонкой проволоки, вызванному изменениями ее геометрических размеров и напряженного состояния.

Клинометры. Они служат для измерения углов поворота сечений элементов конструкций. Основной их частью может быть чувствительный уровень, при деформации выходящий из горизонтального положения (клинометр Стопани), или рычаг с двумя укрепленными прогибомерами, по разности отсчетов которых определяют угол поворота сечения (рычажный клинометр ЛИСИ).

Сдвиго-меры. Они необходимы для измерения деформаций от сдвига. Применяется сдви-гомер Штейгера, имеющий в основе схему тензометра Гугенбергера, но с измененной базой и способом опирания на поверхность. Максимальная точность его — до 1 мкм.

Тензометр-сдвигомер Аистова является универсальным прибором, измеряющим продольные деформации и деформации при сдвиге. Точность измерения угловых деформаций составляет от 0,00005 до 0,00002 рад.

Все рассмотренные приборы, применяемые для определения деформаций, необходимо периодически проверять на тарировочной машине, чтобы определить поправочные коэффициенты, дающие возможность привести разность отсчетов проверяемого прибора к проектной точности.

Рис. 7. Тензометр Аистова

Испытание конструкций статической нагрузкой. При определении прочностных характеристик конструкций зданий иногда для большей достоверности результатов проводят испытания пробной нагрузкой.
Для этого составляют программу испытаний, которая включает:
— осмотр конструкции в натуре с занесением в журнал испытаний всех отступлений от проекта и замеченных дефектов;
— определение величины и характера пробной нагрузки, расположение ее на конструкции;
— выбор приборов для измерения деформаций и составление плана их расположения;
— определение ступеней нанесения нагрузки, длительности ее выдержки на конструкции, с доведением пробной нагрузки до расчетной, а если необходимо, — то и до разрушающей.

Испытаниям пробной нагрузкой в зданиях обычно подвергают конструкции покрытий, перекрытий и балконов. При этом после тщательного обследования конструкций и фиксации дефектов производят пересчет конструкций с учетом обнаруженных дефектов.

В процессе испытания определяется несущая способность конструкции, ее прогиб, а также устанавливаются упругие характеристики материала и податливость связей. Таким образом, при испытании пробной нагрузкой можно разрешить ряд трудных вопросов, не поддающихся точному решению расчетом.

Неразрушающие методы контроля. Как показывает само название, при неразрушающих методах контроля измерения производятся без разрушения испытуемой конструкции. При этом определение прочности материала, обнаружение трещин и дефектов осуществляются приборами, основанными на принципах механики, акустики, электромагнетизма и др. В последние годы при обследовании зданий и контроле качества бетона и других материалов получили распространение следующие неразрушающие методы: акустические, радиометрические, вибрационные и др.

Акустические методы включают разные способы контроля, из которых широко применяются ультразвуковой, импульсный, резонансный и ударный; они позволяют определять прочность, однородность, открытые дефекты, наличие коррозии и другие важные характеристики материала конструкций. Для этих целей служат приборы УКБ-1, УП-4, ПИК-П, КПД-1, ЗИКБ-1, AM, ЛИМ-Б, УКБ-14, ДУК-20, «Бетон-ЗМ» и др. Наиболее распространены серийно выпускаемые приборы УКБ-1М, ДУК-20 и «Бетон-ЗМ».

Прибор УКБ-1 М (рис. 8). Он предназначен для определения прочности, выявления скрытых дефектов путем измерения скорости распространения колебаний, степени их затухания и формы огибающих импульсов. Методика основана на измерении скорости распространения импульсов и определении величины искомых параметров по тарировочным графикам или по сравнению с эталонными образцами. Прибор оснащен генератором, который подает на искательные головки — щупы электрические импульсы, преобразуемые в упругие колебания. После проникновения колебаний сквозь исследуемый материал они трансформируются преобразователем (кристаллами сегне-товой соли) в электрические импульсы, а затем, после усиления, регистрируются на электронно-лучевой трубке.

Радиометрическими методами контроля определяют качество материала, используя проникающую способность излучений (рентгеновских, изотопных и др.), чаще всего гамма-лучей, обладающих энергией около десятка миллионов вольт. Для обнаружения дефектов в испытуемой конструкции или определения плотности материала замеряется интенсивность прохождения гамма-лучей в конструкции и сравнивается с интенсивностью в эталонных образцах.

Рис. 8. Ультразвуковой прибор УКБ-1

К приборам, принцип действия которых основан на радиометрическом способе контроля, относятся сцинцилляционный гамма-плотномер СГП, радиометр РУ и др.

На принципе взаимодействия металла с электромагнитным полем основано устройство приборов для измерения сечения металла, толщины защитного слоя бетона, определения расположения арматуры и т. п. К ним относятся приборы ВИМ, ИЗС-2, ТЗС; ИСМ и др.

Прибор ИСМ. Он служит для измерения сечения металла и состоит из двух генераторов высокой частоты, усилителя-ог-раничителя, второго ограничительного каскада, дифференцирующего контура и индикатора. Один из генераторов является эталонным, а другой соединен с выносным щупом. При воздействии металла на колебательный контур частота генератора изменяется и стрелка прибора отклоняется.

Для определения расположения арматуры щуп перемещают в двух взаимно перпендикулярных направлениях на расстоянии 5—7 см от поверхности конструкции и после отклонения стрелки совершают щупом возвратно-поступательные движения до тех пор, пока она не покажет максимальное значение; это соответствует точному месту расположения металла. Сравнивая показания прибора с тарировочной кривой, определяют сечение арматуры.

Прибор ПЗС-2. Он применяется для определения диаметра арматуры и толщины защитного слоя в железобетонных конструкциях. Принцип его действия аналогичен принципу прибора ИСМ. Толщину защитного слоя можно определять для всех диаметров, указанных на шкале (6, 8, 10, 12 и 16 мм).

Прибор М.И-1. Этот малогабаритный прибор предназначен для определения наличия металла. Принцип его действия такой же, как и у прибора ИСМ. Наличие металла определяется изменением тональности звукового сигнала.

При обследовании зданий применяются также приборы для контроля качества магнитометрическим методом:

ИТП-1 —прибор для измерения толщины антикоррозионного покрытия на металле;

ИНТ-М2—прибор для измерения напряженного состояния элементов металлических конструкций и обнаружения трещин в металле;

ИПА—прибор для определения параметров армирования (расположения арматуры и толщины защитного слоя бетона).

Оценивая эксплуатационные качества и техническое состояние здания, необходимо определять: герметичность стыков конструкции; температуру, влажность, химический состав воздуха и газообмен в помещениях; теплозащитные и звукоизолирующие качества ограждающих конструкций; температуру и влажность конструкций и другие важные характеристики. Для этого применяются специальные приборы, которые в зависимости от цели обследования подбираются в соответствии с методикой исследований.

Лаборатория-станция. Большие преимущества имеет передвижная комплексная лаборатория-станция, разработанная АКХ имени К. Д. Памфилова. Она оборудована на автошасси ГАЗ-52 и позволяет производить комплексное обследование здания, так как оснащена приборами и инструментами более 50 наименований.

В комплект приборов этой лаборатории входят:
1) приборы для неразрушающих методов контроля;
2) приборы для определения звукоизоляции помещений (шу-момер Ш-ЗЛИОТ, анализатор шума АШ-2М);
3) приборы для оценки тепловлажностного режима помещений (анемометры, психрометры, гигрографы, термографы и др.);
4) приборы для статических испытаний конструкций (про-гибомеры, тензометры);
5) инструменты для взятия проб строительных материалов.

Кроме того, лаборатория-станция оборудована приборным пультом с выводами электропитания и регистрирующими приборами, настроечным столом, стеллажом для размещения портативной аппаратуры, верстаком для слесарных работ и подготовки образцов к испытаниям.

Передвижные лаборатории ГАЗ-52-ПА нашли широкое применение в ряде городов, в результате чего в порядок их эксплуатации и устройство внесен ряд улучшающих поправок. Такая модернизация проведена, в частности, в г. Вильнюсе институтом Литкоммунпроект.



Похожие статьи:
Подкрановые балки

Навигация:
Главная → Все категории → Реконструкция и ремонт жилых зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум