Публикация - Динамические испытания строительных конструкций при кратковременном воздействииЭкспериментальная оценка работы конструкций пр...

Динамические испытания строительных конструкций при кратковременном воздействии

Экспериментальная оценка работы конструкций при кратковременных динамических нагрузках большой интенсивности предполагает решение следующих задач:

- определение влияния скорости деформирования на прочностные и реологические свойства строительных материалов;
- исследование влияния параметров импульса нагрузки (длительность, форма, максимальное значение) на кинетику напряженно-деформированного состояния, перераспределение усилии при появлении и развитии неупругих деформаций, на трещиностойкость и несущую способность конструкции;
- исследование совместной работы конструктивных элементов сооружения и основания при импульсном воздействии.

Как показали результаты многочисленных лабораторных испытаний, прочностные и деформативные свойства строительных материалов существенным образом зависят от скорости нагружения. Прочность бетона может увеличиваться до 80% при возрастании скорости деформирования. Модуль упругости возрастает до 30%. Значительно, более чем в 2,5 раза, может возрасти трещиностойкость бетона при переходе от статического к импульсному нагружению. Точное значение соответствующих коэффициентов динамического упрочнения бетона зависит от структуры бетона, вида напряженного состояния и скорости нагружения.

При высоких скоростях нагружения изменяются прочностные и деформативные характеристики конструкционных сталей и сплавов. Так, для малоуглеродистой стали при скорости деформирования 10³ с(-1) предел текучести увеличивается приблизительно в 3 раза, а прочность возрастает на 40%. Для арматурных сталей увеличение временного сопротивления и предела текучести составляет соответственно 20 и 90%.

Менее изучены динамические прочностные и деформативные свойства каменных материалов, пластмасс и алюминиевых сплавов. Однако и для этих конструкционных материалов отмечается увеличение прочности и изменение диаграммы деформирования при переходе от статического к высокоскоростному деформированию.

Следует отметить, что учет влияния изменения прочностных и реологических свойств конструкционных материалов при высокоскоростном деформировании в расчетах на кратковременные динамические нагрузки позволяет получить существенную экономию материала. Объясняется это тем, что для однократных воздействий допускаются значительные пластические деформации, а именно до этой стадии работы материала отмечается улучшение его механических свойств.

Несмотря на существование общих подходов к методикам проведения натурных испытаний, каждый конкретный эксперимент всегда индивидуален. Повторить опыт в строгом и точном соблюдении всех деталей невозможно, да и не нужно, так как каждое новое испытание - это и новая более совершенная ступень в развитии методики, техники и объекта испытаний.

Подробные сведения по методике проведения статических и динамических испытаний, применяемых приборах, загрузочных приспособлениях, оценке результатов испытаний и т. п. приведены в следующей литературе:

• Рекомендации по испытанию и оценке прочности, жесткости и трещиностойкости опытных образцов железобетонных конструкций. - М., НИИЖБ Госстроя СССР, 1987.-36 с.
• Землянский А.А. Обследование и испытание зданий и сооружений. Учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 240 с.
• Обследование и испытание сооружений. Учеб, для вузов / О.В.Лужин, А.Б.Злочевский и др. Под ред. О.В. Лужина. - М.: Стройиздат, 1987. - 263 с.

Источник: Бедов А. И. и др. Оценка технического состояния оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений.