Лазовский_Ч2_УМК_Проектирование реконструкции

Древесина как строительный материал отличается повышенной со- противляемостью к химическим воздействиям и имеет преимущество пе- ред металлом. Однако все породы древесины весьма подвержены разруши- тельному действию огня, грибов, насекомых и грызунов.

размножаются посредством спор и переносятся на здоровую древесину. Под воздействием грибов в древесине образуются поперечные и продоль- ные трещины, она становится рыхлой и трухлявой. К наиболее распро- страненным видам грибов, поражающих древесину, относятся настоящий домовой гриб, белый домовой гриб, гриб домовой пленчатый, трутовик.

Они поселяются в сухой древесине, их появление возможно спустя многие годы от момента окончания сушки. Мицелий этих грибов может пробивать себе дорогу даже через каменные стены и грунт. Древесина под действием грибов превращается в ватообразную коричневую рыхлую ткань с серыми (у настоящего домового гриба) и белыми жгутами (у белого домового гри- ба) и в виде пленки (у гриба домового пленчатого).

Насекомые (короеды, дровосеки), поражающие растущую и свеже- срубленную древесину, не поражают и не размножаются в древесине строительных конструкций. Для строительных конструкций опасность представляют насекомые, питающиеся сухой древесиной: жучки-

точильщики, долгоносики домовые, древесинники, термиты и др. В древе- сине они протачивают круглые или овальные отверстия и разрушают ее.

Вопросы для самоконтроля

1.Роль реконструкции в промышленном и гражданском строительстве.

2.Назовите основные причины аварий строительных конструкций и мероприя- тия по их предотвращению.

3.Назовите факторы, влияющие на коррозию материалов строительных конст-

рукций.

4.Классифицируйте агрессивные среды по состоянию и степени воздействия на материалы строительных конструкций.

5.Расскажите о характере взаимодействия цементного камня с агрессивными газами I группы, II группы, III группы.

6.Опишите «механизм» разрушения бетона при коррозии I вида, II вида, III вида.

7.Каково агрессивное воздействие нефтепродуктов (минеральное масло, мазут, дизельное топливо, бензин и др.) на железобетонные конструкции?

8.Назовите виды коррозии стальных конструкций.

9.Расскажите о воздействиях, разрушающих древесину строительных конст-

рукций.

31

Тема 2. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ, ОБСЛЕДОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Влияние внешней среды, неблагоприятных физико-геологических процессов, высокотемпературного нагрева при пожаре, нарушение нор- мальных условий эксплуатации, увеличение нагрузок по сравнению с про- ектными, а также недоработки на стадии проектирования и строительства приводят к изменению технического состояния конструкций зданий и со- оружений.

В новом состоянии конструкции могут не удовлетворять предъяв-

ляемым требованиям по прочности, жесткости или трещиностойкости и долговечности.

Фактическое техническое состояние строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений устанавливают в результате их об-

следования, натурного испытания и поверочных расчетов.

2.1. Обследование железобетонных конструкций

Обследование конструкций – первый этап в установлении их дейст- вительного технического состояния.

В состав обследования железобетонных конструкций входят сле-

дующие работы: изучение имеющейся проектной документации (техниче-

ский паспорт здания, рабочие чертежи существующих конструкций, мате- риалы завода-изготовителя, исполнительная документация, материалы по эксплуатации и др.), общее (предварительное) и детальное (инструмен- тальное) обследование.

При наличии проектной документации определяют: продолжитель- ность эксплуатации; размеры и конструктивную схему здания; геометри- ческие размеры и типы конструкций; номер и серию чертежей, по которым они разработаны; проектную расчетную схему конструкций; проектный класс (марку) бетона и армирование конструкций (вид, класс, способ анке- ровки и расположение рабочей арматуры); конструктивные особенности узлов сопряжения элементов; вид и величину нагрузок; особенности тех- нологического процесса и характеристики агрессивной среды; проектные инженерно-геологические и гидрогеологические условия площадки; в слу- чае реконструкции – новые нагрузки, режимы эксплуатации и характери- стики ожидаемой агрессивной среды.

32

В результате изучения технической, производственной и эксплуата- ционной документации, опроса работников службы эксплуатации зданий и сооружений, работающих в здании людей, собираются данные об имевших место за период эксплуатации аварийных состояниях конструкций и де- формациях оснований, вызвавших их причинах; зонах конструкций с на- рушением нормальных условий эксплуатации; выполненных ранее усиле- ниях конструкций.

2.1.1. Общее (предварительное) обследование

В процессе предварительного обследования в первую очередь уста- навливают:

−конструкции, находящиеся в предаварийном состоянии;

−конструкции, имеющие существенные дефекты и повреждения;

−конструкции с нарушением нормальных условий эксплуатации.

При необходимости ориентировочно определяют прочность поверх-

ностных слоев бетона на участках, где согласно схеме работы конструкции прочность бетона имеет наибольшее значение, методами пластической де- формации (с помощью эталонных молотков Н.П. Кашкарова, И.А. Физде- ля), упругого отскока, экспертными методами. Во всех случаях удары должны наноситься по растворному участку бетона. При этом прочность бетона уточняется по результатам осмотра сколов бетона. Если скол про- изошел по контакту крупного заполнителя и растворной части, прочность бетона следует уменьшить на 5… 10 МПа. На данном этапе также выбо- рочно определяют глубину нейтрализации бетона.

В результате предварительного обследования намечают участки для детального обследования.

К признакам, характеризующим предаварийное состояние железобе- тонных конструкций, относятся:

−уменьшение прочности бетона сжатой зоны более чем на 40 % (рис. 2.1, а);

−отслоение защитного слоя и продольные трещины вдоль рабочей арматуры в зоне ее анкеровки с явными признаками коррозии арматуры

(рис. 2.1, б);

−разрывы отдельных стержней и уменьшение в результате корро- зии поперечного сечения рабочей продольной арматуры в растянутой зоне на 50 % и более (рис. 2.1, в);

−пропитка нефтепродуктами в зоне анкеровки рабочей арматуры, снижающая ее сцепление с бетоном (рис. 2.1, г);

33

−разрывы отдельных стержней рабочей поперечной арматуры; в зоне среза наклонные трещины, пересекающие растянутую и сжатую зоны

(рис. 2.1, д);

−в пролете конструкции нормальные трещины с разветвленными концами (рис. 2.1, е);

−трещины раскрытием свыше 0,5 мм и признаки разрушения сжатой зоны элементов (рис. 2.1, ж);

−деформации закладных деталей с расстройством стыков, умень- шенная против требований норм площадь опирания сборных конструкций

(рис. 2.1, з);

−выпучивание сжатой арматуры с признаками разрушения бетона сжатой зоны (рис. 2.1, и);

−значительные (более 1/50 пролета) прогибы изгибаемых элементов при наличии трещин в растянутой зоне с раскрытием более 0,5 мм (рис. 2.1, к).

При выявлении в процессе предварительного обследования конструк- ций, находящихся в предаварийном состоянии, необходимо выполнить пер-

воочередные мероприятия по обеспечению безопасности (предотвратить доступ людей в зону возможного обрушения, разгрузить аварийно-опасные конструкции, установить временные страховочные крепления и т.п.).

При предварительном обследовании фиксируют дефекты и повреж-

дения, снижающие прочность, жесткость и долговечность железобетон-

ных конструкций:

−степень и площадь повреждений защитных покрытий;

−изменение цвета бетона, высолы и масляные пятна на поверхности;

−снижение прочности бетона сжатой зоны на 30 % и более;

−наличие раковин и отколов в бетоне, оголение арматуры;

−нарушение сцепления арматуры с бетоном (по глухому стуку при простукивании, а при наличии отслоения – звук дребезжащий);

−отход анкеров от пластин закладных деталей из-за коррозии стали

всварных швах и смещение закладных деталей;

−заметные на глаз прогибы конструкций;

непроектное выполнение узлов сопряжения; смещение конструкций в уз- лах и стыках и т.п.

Наличие коррозии стальной арматуры определяют визуально путем непосредственного осмотра оголенной арматуры, а также косвенно по по- явлению продольных трещин в защитном слое бетона или выступов про- дуктов коррозии стали на поверхности бетона.

34

з

Рис. 2.1. Окончание

При выполнении предварительного обследования устанавливают зо-

ны с нарушением нормальных условий эксплуатации конструкций:

−увлажнение, попеременное замораживание-оттаивание в водона- сыщенном состоянии;

−проливы технологических растворов и нефтепродуктов;

−вблизи и над источниками теплоизлучения;

−вибрация и ударные нагрузки и т.п.

Внешними признаками нарушения нормальных условий эксплуата- ции являются: изменение цвета бетона; на поверхности конструкций высо- лы, мокрые и масляные пятна, ржавчина, шелушение и растрескивание бе- тона; трещины вдоль арматуры, отслоение защитного слоя, коррозия арма- туры и др.

По результатам предварительного обследования с учетом выявлен- ных дефектов и повреждений на момент обследования конструкция отно-

сится к одной из пяти категорий состояния:

I – исправное (хорошее) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым требованиям по прочности (устойчивости), жесткости и трещиностойкости. Долговечность конструкции, по сравнению с проект- ной, не снижена.

36

Характерные признаки:

−прочность бетона не ниже проектной;

−на поверхности бетона отсутствуют дефекты, повреждения, рако- вины, поры, выбоины, трещины;

−отсутствует нейтрализация бетона защитного слоя;

−при вскрытии поверхность арматуры чистая;

−антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей нахо- дится в исправном (хорошем) состоянии.

II – неисправное (удовлетворительное) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым требованиям по прочности (устойчиво- сти), жесткости и трещиностойкости. Имеются признаки снижения долговечности конструкции, по сравнению с проектной.

Характерные признаки:

−прочность бетона не ниже проектной;

−на поверхности бетона отсутствуют дефекты и повреждения, сви- детельствующие о снижении прочности, но имеются отдельные раковины, поры, выбоины, волосные трещины;

−глубина нейтрализации бетона защитного слоя не превышает по- ловины его толщины;

−при вскрытии поверхность арматуры не имеет признаков коррозии;

−антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей, в ос- новном, не нарушена;

−прогиб и ширина раскрытия трещин не превышает предельно до- пустимые значения.

III – ограниченно работоспособное (не вполне удовлетворительное) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым к ней требова- ниям по прочности (устойчивости), жесткости. Долговечность конст- рукции существенно снижена.

Характерные признаки:

−прочность бетона не ниже проектной;

−изменен цвет бетона вследствие пересушивания;

−шелушение граней вследствие размораживания в водонасыщен- ном состоянии;

−небольшие сколы, оголение арматуры;

−на поверхности бетона мокрые или маслянистые пятна, высолы;

37

−бетон защитного слоя нейтрализован на всю толщину;

−на участках с недостаточной толщиной защитного слоя следы коррозии рабочей и распределительной арматуры;

−при вскрытии поверхность арматуры имеет коррозию в виде от-

дельных точек и пятен, язв и пластинок ржавчины нет, уменьшение пло-

щади поперечного сечения вследствие коррозии не превышает 5 %;

− антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей на-

рушена;

−ширина раскрытия трещин превышает допустимые значения;

−прогиб не превышает предельно допустимого значения.

IV – неработоспособное (неудовлетворительное) состояние – кон-

струкция не удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочно-

сти (устойчивости) или жесткости.

Характерные признаки:

− имеются повреждения, свидетельствующие о снижении проч-

ности, но на момент обследования не угрожающие безопасности рабо-

тающих;

−прочность бетона в сжатой зоне ниже проектной на 30 % и более;

−пропитка бетона конструкций нефтепродуктами в пролете;

−продольные трещины вдоль рабочей арматуры в пролете, пла-

стинчатая ржавчина на арматуре и закладных деталях, потеря площади се-

чения рабочей арматуры вследствие коррозии превышает 5 %;

−трещины в сжатой зоне и зоне среза;

−нарушение крепления поперечной арматуры к продольной;

−прогиб конструкций превышает предельно допустимый более чем

на 30 %.

V – предельное (предаварийное) состояние – конструкция не удовле-

творяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости).

Существует опасность обрушения и угроза безопасности работающих.

Характерные признаки предаварийного состояния железобетонных конструкций приведены выше.

Определение категории технического состояния для групп конст-

рукций, участков здания или здания в целом по результатам общего обследования производится по методике [7] в соответствии с табл. 2.1.

38

1 степени ответственности, а в знаменателе – 2 степени ответственности.

Класс дефекта группы А (для показателей качества, имеющих норми- руемые численные значения) определяется величиной отклонения ( , %)

техническая документация или ГОСТ 21778-81 «Система обеспечения точ- ности геометрических параметров в строительстве. Основные положения»):

При этом:

− критическому дефекту (повреждению) соответствует > 40 %;

В случае если дефект или повреждение не имеет нормируемого чис- ленного значения (дефект группы Б), отнесение его к определенному клас- су производится экспертно на основе анализа его последствий.

По степени распространения дефектов (повреждений) в элементе, группе, на участке или в здании в целом различают:

−единичные дефекты (повреждения) – ( занимающие до 10 % пло- щади, линейного размера или количества);

−многочисленные дефекты (повреждения) – ( то же от 10 до 40 %);

−массовые дефекты (повреждения) – ( то же свыше 40 %).

Различают две степени ответственности за работоспособность от-

дельных конструкций или ее участков.

К 1 степени ответственности относятся элементы или их участки, локальный отказ которых может привести к полному или ограниченному отказу системы элементов и значительному снижению их эксплуатацион- ных качеств.

39

Остальные элементы и их участки относятся ко 2 степени ответст- венности.

Для генеральной совокупности конструкций каждого вида по ре- зультатам общего обследования может быть произведена усредненная оценка категории состояния по формуле

где Ki – количество конструкций, имеющих i-тую категорию состояния.

Категория технического состояния конструкции в процессе де- тального обследования и поверочных расчетов уточняется.

К аварийно-опасным относятся здания и сооружения или их участки, отнесенные к V категории состояния или в которых имеются отдельные конструкции, относящиеся к V категории состояния, и их разрушение мо- жет быть опасным для жизни и здоровья людей, сохранности оборудова- ния и материальных ценностей, или если не менее 20 % конструкций име- ют IV категорию состояния. В соответствии с [7] эксплуатация аварийно- опасных зданий и сооружений запрещена.

2.1.2. Детальное (инструментальное) обследование

Детальное обследование выполняется с целью уточнения исходных данных, необходимых для выполнения поверочных расчетов и оценки тех- нического состояния конструкции.

Если у конструкции отсутствуют дефекты и повреждения, прогиб и ширина раскрытия трещин не превышают допустимые, размеры сечения и армирование отвечают проектным, прочность бетона и арматуры – не ниже проектных, то детальное обследование такой конструкции может не про- изводиться, а поверочные расчеты допускается выполнять по результатам предварительного обследования и проектным данным.

При детальном обследовании конструкций определяют:

−прочность бетона;

−вид и прочностные свойства арматуры, степень коррозии армату- ры, закладных деталей и сварных швов узловых соединений;

−геометрические размеры, армирование и толщину защитного слоя

бетона;

−дефекты и повреждения;

−глубину нейтрализации бетона защитного слоя;

−ширину раскрытия трещин в бетоне;

−прогиб конструкции;

40