Методика статических испытаний

В процессе испытания конструкции после каждой ступени нагрузки, на протяжении всего процесса испытания, должна производиться предварительная обработка результатов испытаний. Эта операция является первой стадией обработки результатов испытаний и преследует цель удостовериться в правильности веде­ния испытаний, а также попутно решить в первом приближении задачу, поставленную испытателями. Предварительная обработка результатов может устранить необ­ходимость повторения некоторых этапов, а иногда и всего испыта­ния. Иногда предварительная обработка позволяет внести необходимое изменение в программу испытаний ( если в начале испытаний будет допущена какая-нибудь гру­бая ошибка, она может исказить результаты испытаний настолько, что вызовет необходимость проведения повторного испытания. При попутной проверке правильности проведения работы эту ошибку можно выявить).

Одной из причин ошибки может явиться неправильное взятие отсчетов на приборах. Выявление грубой ошибки при взятии отсче­тов возможно сравнением разности отсчетов с их теоретическими значениями, а также путем сопоставления разностей показаний приборов для отдельных ступеней нагрузки. Ошибку в результатах отсчетов можно объяснить неправильным взятием отсчетов, неправильной установкой прибора (возможное скольжение призмы тензометра, недостаточная сила нажима на призмы, попадание вер­шины призмы в места углубления на поверхности элемента и др.).

При испытании каменных и бетонных конструкций встречаются случаи, когда скачкообразное изменение показаний тензометра не является ошибкой, а соответствует действительности. Например, если тензометр установлен в растянутой зоне бетона железобетонной балки и пока­зывает скачкообразное изменение деформа­ций, то причиной может быть появление трещины в пределах базы тензометра. Для проверки правильности измерений дефор­маций желательно построить кривую «на­грузка—деформация».

Кривая «нагрузка—деформация», по­мимо общей картины напряженного состояния конструкции, дает картину работы сопряжения элементов конструкции.

Графики дают возможность судить о правиль­ности ведения испытания. Однако при таком анализе явления отсутствует фактор времени, который имеет существенное зна­чение.

Фактор времени учитывают путем построения трехосного гра­фика, где даются зависимости «время—деформация» и «нагрузка— время».

Режим загружения конструкции ступенчатый.

После загружения каждой ступенью нагрузки (р₁ р₂,...) через равные промежутки времени берут отсчеты на приборах и опреде­ляют деформации, величины которых откладываются по оси — у.

Загружение конструкции первой ступенью нагрузки длится в течение отрезка времени 0—1, а в промежутке време­ни 1—2 конструкция находится под действием неизменной нагруз­ки (до прекращения приращения деформации). Затем конструкцию загружают, выдерживают после каждого загружения, и эта опера­ция продолжается до последней ступени нагрузки, после чего конструкции разгружают (при производстве испытаний в пределах расчетных нагрузок) до нуля одной ступенью, чему соответствует отрезок времени 8—9. В этот момент измеряют деформацию, кото­рая является остаточной (отрезок 9—9').

Кривая 0—10' выражает зависимость «деформация—время»; как видно из графика, в процессе загружения эта зависимость пря­молинейна (отрезки 0—1` 2'—3` 4`—5' и 6'—7'), а при выдержи­вании конструкции под постоянной нагрузкой она становится кри­волинейной (отрезки 1`—2` 3'—4<sup>`</sup>, 5'—6` 7'—8'). В конечный момент разгрузки конструкции, которому на графике соответствует отрезок времени 0—9, деформация 9—9` представляет остаточную деформацию, соответствующую моменту разгрузки конструкции, остаточная деформация постепенно уменьшается и достигает какой-то стабильной величины (отрезок 10—10'). Эта величина остаточной деформации является окончательной и минимальной. Одним из основных показателей правильности проведенного испытания является фактор остаточной деформации. Так, напри­мер, если после полной разгрузки конструкции значение остаточ­ной или упругой деформации по графику равно нулю, то это в большинстве случаев указывает на ошибочность полученных результатов.

График зависимости «нагрузка—время—деформация»

Если испытывается конструкция, которая загружается впер­вые, следует ожидать больших остаточных деформаций.

Если при какой-либо ступени загружения деформация не ста­билизируется (на рис. четвертая ступень загружения, которой соответствует отрезок времени 7—8, и деформации, показанные пунктирной линией 7'—8"), то это значит, что при данной нагрузке материал конструкции начинает течь или примененный вид связей для сопряжения элементов конструкции дает преувеличенное значение деформации.

В таких случаях, если конструкцию испыты­вают на эксплуатационные нагрузки, то ее срочно разгружают, а если конструкцию испытывают до разрушения, с нее снимают приборы, которые могут быть повреждены при разрушении, и процесс испытания продолжается.

В том случае, когда на конструкции установлено сравнительно небольшое количество приборов, такие графики строят для каждо­го из них. При большом количестве приборов (несколько десятков) графики строят в выборочном порядке по показаниям приборов, установленных в наиболее характерных точках.