Измерения прогибов и деформаций

Тема 4. Маяк. ИЗМЕРЕНИЯ И ВСКРЫТИЯ – ПРИМЕРЫ

Рис. 1. Пример установки маяка (Сайт НИИ строительного производства).

1. Измерительная шкала для визуальных наблюдений и определения как вертикальных, так и горизонтальных перемещений 2. Удобные и надежные способы крепления к строительным конструкциям 3. Возможность для точных наблюдений (до 0,01 мм) при помощи цифрового штангенциркуля 4. И при этом невысокая стоимость.

Необходимо следить не только за раскрытием трещин, но и за их удлинением. С этой целью, после того как произошло удлинение трещины, на ее конец ставят новый маяк.

При анализе поведения маяков следует иметь в виду, что трещина в кладке становится естественным температурным швом. Установленный на ней маяк будет регистрировать не только деформации от неравномерной осадки фундамента, но и температурные. Поэтому при перепадах температуры даже при отсутствии неравномерной осадки фундаментов в маяке практически всегда будут возникать волосные трещины.

Измерения прогибов и деформаций

Деформации и прогибы в конструкциях возникают вследствие перегрузок, неравномерной осадки фундаментов, пучения грунтов оснований, температурных воздействий при изменении уровня грунтовых вод и влажностного режима грунтов оснований, потерь устойчивости несущих конструкций и других внешних воздействий.

Нередко характер развития деформаций конструкций может свидетельствовать о причинах их обуславливающих.

Допустимые пределы деформаций и прогибов зависят от материала и вида конструкций и регламентируются нормами проектирования конструкций зданий.

Отклонения от вертикали и искривления в вертикальной плоскости конструкций могут быть измерены с помощью отвеса и линейки (рис. 8.1).

Рис. 2. Измерение отклонений от вертикали конструкций с помощью отвеса:

1 - стена, перегородка или колонна; 2 - перекрытие; 3 - отвес; 4 - сосуд с водой; 5 - измерительная линейка; 6 - точка измерения

Смещения по горизонтали от опорных точек, а также вертикальные перемещения определяются измерениями с помощью мерной ленты, линейки иди геодезической съемкой.

С помощью теодолитов могут быть измерены также наклоны и выпучивания стен и других вертикально расположенных конструкций.

Рис. 3. Схема измерения соосности и отклонения от вертикали стен и столбов,

разделенных перекрытиями:

1 - стена (столб) нижнего этажа; 2 - стена (столб) второго этажа; 3 - точки подвески отвесов; 4 - отверстия в перекрытии; 5 - отвесы; 6 - сосуд с водой.

Рис. 4. Измерение горизонтального и вертикального смещения двух точек с помощью теодолита:

1,2 - точки; 3 - теодолит, 4 - переносная линейка.

Величины прогибов, искривлений конструкций и их элементов измеряются путем натяжения тонкой проволоки между краями конструкции или ее частями, не имеющими деформации, и измерения максимального расстояния между проволокой и поверхностью конструкции с помощью линейки.

Рис. 5. Схема измерения прогибов гидростатическим уровнем:

1 - градуированная трубка; 2- телескопическая стойка; 3- сосуд; 4- резиновый шланг; 5 - краник;

6 - точка измерения.

Рис. 6. Прогибомер П-1:1 - мерный диск; 2 - металлическая трубка; 3 - стеклянная трубка со шкалой; 4 - окуляр; 5 - резиновая трубка; 6 - зажим; 7 – шток; 3 – пробка.

Величины прогибов могут быть определены также с помощью прогибомеров и гидростатического уровня.

При использовании прогибомеров измеряется величина перемещения элемента, закрепленного на деформирующемся участке конструкции, относительно неподвижного элемента. В качестве прогибомера могут быть использованы две планки или система, передающая перемещения от недеформируемой конструкции на измерительный прибор, в качестве которого обычно используется индикатор часового типа (мессура).

При малых линейных деформациях растяжения или сжатия измерение прогибов элементов производится при помощи тензометров, а сдвиги и повороты - геодезической съемкой.

Деформацию перекрытий определяют прогибомером П-1 или нивелиром НВ-1 со специальной насадкой.

Перед началом замеров шток устанавливают в такое положение, чтобы показания в мерной трубке соответствовали нулю. Затем трубку с диском передвигают по поверхности потолка; через каждый полный поворот диска снимают отсчеты по мерной трубке. Прогибы замеряют в различных точках потолка.

Таким же образом прогибомером П-1, нивелиром НВ-1 измеряют прогибы несущих элементов лестниц - балок, маршей и плит.

Определение кинетики развития деформаций осуществляется путем многократных их измерений через определенные интервалы времени (от одних до 30 суток) в зависимости от скорости развития деформации.

Основной причиной появления общих деформаций зданий и сооружений являются неравномерные осадки грунтов оснований, что является следствием, как правило, изменения гидрогеологических условий, чрезмерного увлажнения грунтов, надстройки существующего здания без учета несущей способности фундаментов и т.п.

Наблюдения за деформациями зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации, проводят в случаях появления трещин, раскрытия швов, перемещения и наклона строительных конструкций, а также резкого изменения условий эксплуатации.

Цель наблюдения за деформациями состоит в том, чтобы установить, стабилизировались или продолжают развиваться осадки здания и другие изменения в конструкциях.

Если в процессе наблюдения не были выявлены основные или наиболее вероятные причины деформаций, то наблюдения продолжают вести длительное время.

Деформации разделяют на местные, когда происходят смещение или повороты в узлах конструкций, растяжение или сжатие элементов, и общие, когда перемещаются и деформируются ряд конструкций или здание в целом.

Для измерений деформаций, осадок, кренов, сдвигов зданий и сооружений и их конструкций применяют методы инженерной геодезии. Измерения производятся специализированными организациями согласно ГОСТ 24846-81.

3. ПРИМЕР ИДЕНТИФИКАЦИИ СТЕРЖНЕЙ АРМАТУРЫ ПО ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия».

Стальная арматура. Различают этот вид арматуры по характеру самого профиля, по целям использования в железобетонных конструкциях (напрягаемая и ненапрягаемая), по технологии изготовления (горячекатаная, стержневая, холоднотянутая, проволочная).

Эта арматура представляет собой стержни, на поверхности которых равномерно расположены под углом к продольной оси стержня рифления. Предназначено это для лучшего сцепления с бетоном.

Арматура гладкая представляет собой стержни с гладкой поверхностью, без каких-либо рифлений.

Арматура периодического профиля – это профили круглой формы, которые имеют два продольных ребра и поперечные выступления, которые идут по трех заводной винтовой линии.

В зависимости от механических свойств по ГОСТ 5781-82 стержневая арматура подразделяется на следующие классы: A-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000).

Идентификация арматуры в местах вскрытия выполнялась по результатам прямых измерений арматурных стержней, в соответствии с требованиями ГОСТ 5781-82 «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия».

Рис. 7а (по ГОСТ 5781-82 черт 1 и черт 2).

Рис. 7б (по ГОСТ 5781-82 черт 2).

Арматурная сталь класса А-II (А300), изготовленная в обычном исполнении, профилем, приведенным на черт. 1a, и специального назначения Ас-II (Ас300) профилем, приведенным на черт. 2а, должна иметь выступы, идущие по винтовым линиям с одинаковым заходом на обеих сторонах профиля.

Таблица 1

Размеры, мм

Номер профиля (номинальный диаметр dн)	d	h	d1	h1	t	b	b1	r
Номин.	Пред. откл	Номин.	Пред. откл
	5,75		0,5	±0,25	6,75	0,5		0,5	1?0	0,75
	7,5		0,73		9,0	0,75		0,75	1,25	1,1
	9,3		1,0		11,3	1,0		1,0	1,5	1,5
	11,0	+0,3	1,25		13,5	1,25		1,0	2,0	1,9
	13,0	-0,5	1,25		15,5	1,25		1,0	2,0	1,9
	15,0		1,5		18,0	1,5		1,5	2,0	2,2
	17,0		1,5	±0,5	20,0	1,5		1,5	2,0	2,2
	19,0		1,5		22,0	1,5		1,5	2,0	2,2
	21,0	+0,4	1,5		24,0	1,5		1,5	2,0	2,2
	24,0	-0,5	1,5		27,0	1,5		1,5	2,0	2,2
	26,5		2,0		30,5	2,0		1,5	2,5	3,0
	30,5		2,0		34,5	2,0		2,0	3,0	3,0
	34,5	+0,4	2,5	±0,7	39,5	2,5		2,0	3,0	3,5

Размеры в плане и в сечениях стержней арматурной стали периодического профиля и их предельные отклонения должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 1 (в ГОСТ 5781-82 - табл. 2).

Сталь класса A-III (A400), изготовляемая профилем, приведенным на черт. 1б, и классов A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000) профилем, приведенным на черт. 1б, 2б, должна иметь выступы по винтовым линиям, имеющим с одной стороны профиля правый, а с другой - левый заходы.

Рис. 8. (Фото А.П.Васин) Участок вскрытого арматурного стержня в осях 116/А и 119/Б.

Профили сталей: вид слева A-III (A400); справа -А-II (А300).

Рис. 9. Схема измерения прогибов перекрытий с помощью горизонтально натянутой

проволоки:

1 - перекрытие; 2 - горизонтально натянутая проволока.

Примеры фотофиксации процесса измерений
	Фото 1. Измерение влажности и температуры воздуха на вскрытом участке кровельного покрытия и слоя теплоизоляции (под слоем пароизоляции) кровли комбинированным прибором “ТКА – ПКМ” (Россия).

Рис. 10. Примеры фотофиксации процесса измерений

Фото 11. Схема измерения прогибов перекрытий с помощью нивелира.

	Фото 3. Определение влажности материала ограждающих конструкций с помощью прибора «Влагомер-МГ4» (Россия).
	Фото 4. Определение диаметра стержня рабочей арматуры неразрушающим методом с помощью прибора ИПА-МГ4 (Россия).
	Рис. 5. Участок поверхности железобетонной конструкции, подготовленный для неразрушающих испытаний.
	Фото 6. Молоток (склерометр) для контроля прочности бетона Silver Schmidt (Швейцария-Россия))
	Фото 7. Контроль качества сварного шва ультразвуковым тестером УК1401 (Россия) на участке стыка труб водовода.
	Фото 8. Определение прочностных характеристик металла неразрушающим методом в соответствии с требованием ГОСТа 10.186-76 с помощью твердомера МЕТ-Д1 (Россия).
	Фото 9. Бетонные образцы для испытаний – керны, выбуренные из железобетонной конструкции.
	Фото 10. Образцы арматурных стержней и бетона, отобранные для исследований из железобетонной конструкции.
	Фото 11. Вид участка пола площадки 13-го этажа в месте максимального прогиба на участке пола у лифта жилом доме на ул. Лени Голикова в СПб.
	Фото 12. Измерение прочности при сжатии бетона стены ультразвуковым тестером УК1401 (Россия).
	Фото 13. Измерение прочности при сжатии бетона колонны склерометром типа NР (Швейцария).
	Фото 14. Измерение прочности при сжатии бетона колонны склерометром типа ОМШ-1 (Россия). Склерометрический метод испытания бетона основанный на упругом отскоке стального бойка соответствует ГОСТ 22690-88.
	Фото 15. Поиск местоположения стержней арматуры в бетоне металлоискателем «BOSCH DMO 10».
	Фото 16. Пример определения направления воздушного потока в дверном проеме (частный случай).
	Фото 17. Участок вскрытия защитного слоя бетона колонны для осмотра и идентификации стержней рабочей арматуры.
	Фото 18. Корпус №3. Вскрытие защитного слоя бетона (ВК 1) с обнажением стержней рабочей арматуры нижнего пояса балки перекрытия 3-го этажа в осях П-С/16-20.
	Фото 19. Корпус №3. Вскрытие (ВК 3) бетона пола на месте балки перекрытия 2-го этажа в осях П-С/7-15. Измерение5 ширины полки двутавровой балки.
	Фото 20. Корпус №3. Вскрытие (ВК 4) защитного слоя из известково-песчаного раствора для осмотра металлического косоура лестничного марша между 2-м и 3-м этажами в осях П-С/15-16.
	Фото 21. Пример вскрытия кровли.
	Фото 22. Вскрытый участок кровельного покрытия.

Рис. 12.Примеры фотофиксации процесса измерений

Рис. 13. Примерная форма протокола испытаний материалов.