Испытание строительных конструкций

Воздействие агрессивных внешних факторов на сооружения и здания в процессе их эксплуатации приводит к изменению первостепенных свойств конструкций и используемых при их возведении материалов. Для своевременного выявления дефектов и приведения к действующим требованиям степени безопасности и комфорта эксплуатации строений проводят испытания строительных сооружений. Это целый ряд мероприятий по контролю, обследованию, анализу и оценке объектов с целью определения их эксплуатационных характеристик, выявления причин повреждений, целесообразности проведения ремонтных работ и составления прогнозов по безопасности дальнейшего функционирования строений.

Задачи и цели испытаний сооружений и зданий, когда они проводятся

Обследования строительных конструкций состоит в оценке реального технического состояния объекта в целом и отдельных его элементов и проводится при необходимости:

• определить оценку контроля качества выполненных строительных работ и передачи полученных результатов в инспектирующие органы. В данном случае проверке подлежат прочностные характеристики стройматериалов, надежность сварных соединений металлоконструкций, прочность стен, перекрытий, фундаментов и других элементов;
• проверить качество поставленных на строительную площадку бетонных конструкций на соответствие сертификатам и техническим паспортам;
• оценить уровень допустимого повышения нагрузки на сооруженные конструкции, например, при необходимости установить дополнительное оборудование, антенны и другие дополнительные грузы;
• разрешить возникшие в ходе строительства судебные или досудебные споры посредством документального подтверждения характеристик объектов.

В ходе испытательных работ обследованию подлежат грунт, фундамент, балконы, межэтажные перекрытия, кровельные конструкции, эркеры, лестницы, колонны, а также все узлы и стыки проверяемых сооружений.

Проведение испытаний обеспечивает решение следующих задач:

• выявление дефектов и деформаций при их наличии;
• определение реальных значений несущей способности строительных конструкций;
• установку в разных точках реалистичного напряженного состояния;
• установление воздействия обнаруженных повреждений на работоспособность здания;
• оценивание необходимости и степени усиления конструкции, подлежащей ремонту;
• изучение технических характеристик строения и расчет допустимо возможных резервов прочности.

Все проводимые испытания разделяются на периодические, предупреждающие и добровольные. Первый тип проверок проводится регулярно в соответствии требований ГОСТов, второй – при предстоящем ремонте конструкций, третий – по желанию собственника сооружения.

Методы испытаний строительных конструкций

На практике специалисты используют разные методы испытаний строительных конструкций, которые между собой отличаются характером внешних воздействий, теоретической схемой, типом нагрузки и способом проведения работ.

Методы обследования сооружений по их назначению

В зависимости от функционального назначения строительных конструкций проводимые испытания классифицируются на следующие категории:

• оценивание на соответствие проектной и нормативной документации только что возведенных зданий при их сдаче в эксплуатацию;
• обследование уже введенных в эксплуатацию конструкций с целью получения показателей устойчивости к трещинам, жесткости, несущей способности и других критериев;
• испытания сооружений в ходе проведения научных исследований, являющихся составной частью экспериментальных и теоретических мероприятий;
• прочностные и огневые испытания строительных конструкций перед их внедрением в масштабное производство;
• определение качества отбираемых образцов массово выпускаемых заводами конструкций, которые в дальнейшем используются при возведении зданий промышленного и жилого назначения.

Вне зависимости к какой из категорий принадлежат испытания, в каждом случае составляется экспертное заключение, в котором указываются все полученные в ходе проверки значения и категории технического состояния конструкций.

Испытания по типу проведения

В зависимости от способа и условий обследований различают следующие виды испытаний строительных конструкций:

• натурные. Таким методом исследуют объекты в ходе выполнения работ по их возведению, а также уже эксплуатируемые конструкции;
• испытания моделей. Данный способ крайне важен при создании зданий и сооружений по новым проектным разработкам;
• лабораторные испытания. Проводятся в специализированных лабораториях с целью проверки на соответствие действующим стандартам образцов материалов.

Проверки по теоретической схеме

Согласно абстрактной схемы в процессе испытаний определяются линейные нагрузки конструкции на растяжение и сжатие, проводятся пространственные проверки со смещением узлов исследуемого объекта и плоские по определению изгиба всех конструктивных элементов.

По характеру внешних воздействий

В зависимости от интенсивности и типа воздействующих на конструкцию внешних факторов различают:

• статические испытания. Проводятся с постоянной нагрузкой, которая постепенно повышается в ходе обследования;
• динамические. Метод подразумевает использование специальных устройств, способных оказывать ударные воздействия на проверяемый объект или осуществлять перемещение грузов.

Испытания на пожарную безопасность

Методы испытания строительных конструкций на огнестойкость разнятся между собой в зависимости от конструктивных особенностей сооружений:

• ГОСТ 30403-2012 четко регламентирует способы проверки на пожарную безопасность конструкций, в которых отсутствуют проемы. К таковым относят арки, колонны, стены (наружные и внутренние), лестничные марши и площадки, балки, перегородки и другие;
• пожарные испытания конструкций и сооружений, состоящих из панелей с металлическими или теплоизоляционными обшивками, проводятся согласно ГОСТ Р 56076-2014.

Организация проведения испытаний

Обследования строительных конструкций начинаются с подготовки, в ходе которой отбираются образцы, изучается проектная документация, разрабатывается программа испытаний и подготавливается оборудование и приборы, задействованные в проверке.

Испытательные работы проводятся поэтапно:

1. Визуальный осмотр, в ходе которого оценивается общее состояние объекта, устанавливается используемый при строительстве материал, измеряются геометрические параметры и выявляются видимые повреждения.
2. Инструментальные испытания. Вскрываются проблемные участки и узлы сопряжения. Проводятся испытания неразрушающими способами, используя молоток Шмидта, радиоволновый метод или способ упругого отскока. С помощью металлоискателей устанавливается расположение арматуры. Отбираются образцы с последующей их передачей для лабораторных исследований.
3. Проведение проверочных расчетов.

По завершении испытаний составляется протокол испытаний и техническое заключение с внесением в них всех результатов.

Программа испытания строительных конструкций

Программа являет собой документ, в котором четко указаны цели и методы проведения испытаний с определением порядка работ, используемого оборудования и аппаратуры.

Обязательными разделами программы являются:

• обмерные чертежи, в которых указаны прочностные характеристики, геометрические параметры и содержатся ведомости обнаруженных повреждений;
• значения поверочных расчетов на динамические и статические испытания строительных конструкций;
• точное определение ступеней нагрузки с указанием величины ее увеличения в процессе испытаний;
• обозначение всех точек, узлов и сечений обследуемого объекта, в которых будут осуществляться измерения;
• указание нужной точности измерений с одновременным подбором используемого оборудования, соответствующего показателям допустимых погрешностей.

Кроме этого программой предусматриваются мероприятия по технике безопасности в ходе испытательных работ.

Все испытания должны проводиться квалифицированными специалистам, которые имеют необходимые допуски и разрешения на подобные работы, а также располагают профессиональным специализированным оборудованием.