Оценка технического состояния конструкций.

Оценка технического состояния конструкций.

По результатам предварительного обследования с учетом выявленных дефектов и повреждений на момент обследования конструкция относится 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 проектной, не снижена.

Характерные признаки:

- прочность бетона не ниже проектной;

- на поверхности бетона отсутствуют дефекты, повреждения, раковины, поры, выбоины, трещины;

- отсутствует нейтрализация бетона защитного слоя;

- при вскрытии поверхность арматуры чистая;

- антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей находится в исправном (хорошем) состоянии.

II – неисправное (удовлетворительное) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым требованиям по прочности (устойчивости), 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, свидетельствующие о снижении прочности, но имеются отдельные раковины, поры, выбоины, волосные трещины;

- глубина нейтрализации бетона защитного слоя не превышает половины его толщины;

- при вскрытии поверхность арматуры не имеет признаков коррозии;

- антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей, в основном, не нарушена;

- прогиб и ширина раскрытия трещин не превышает предельно допустимые значения.

III – ограниченно работоспособное (не вполне удовлетворительное) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости), жесткости. Долговечность конструкции существенно снижена.

Характерные признаки:

- прочность бетона не ниже проектной;

- изменен цвет бетона вследствие пересушивания;

- шелушение граней вследствие размораживания в водонасыщенном состоянии;

- небольшие сколы, оголение арматуры;

- на поверхности бетона мокрые или маслянистые пятна, высолы;

- 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 отдельных точек и пятен, язв и пластинок ржавчины нет, уменьшение площади поперечного сечения вследствие коррозии не превышает 5 %;

- антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей нарушена;

- ширина раскрытия трещин превышает допустимые значения;

- прогиб не превышает предельно допустимого значения.

IV – неработоспособное (неудовлетворительное) состояние – конструкция не удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости) или жесткости.

Характерные признаки:

- имеются повреждения, свидетельствующие о снижении прочности, но на момент обследования не угрожающие безопасности работающих;

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

- пропитка бетона конструкций нефтепродуктами в пролете;

- продольные трещины вдоль рабочей арматуры в пролете, пластинчатая ржавчина на арматуре и закладных деталях, потеря площади сечения 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 удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости). Существует опасность обрушения и угроза безопасности работающих.

Усиление растянутой зоны железобетонных конструкций.

Усиление растянутой зоны производится увеличением площади поперечного сечения рабочей арматуры усиливаемой конструкции путем установки дополнительной арматуры в этой зоне с обеспечением ее совместной работы с конструкцией. Совместная работа дополнительной арматуры с усиливаемой конструкцией обеспечивается:

- приваркой к существующей арматуре;

- приклеиванием к бетону растянутой зоны.

Наращивание выполняется со стороны одной или двух граней усиливаемой конструкции. Применяется для усиления сжатой зоны плитных и балочных конструкций, крайних и угловых колонн зданий.

Железобетонная рубашка устраивается с трех сторон усиливаемой конструкции, когда отсутствует возможность охватить поперечное сечение со всех четырех сторон (крайние колонны, балки монолитного перекрытия, продольные ребра ребристых плит и т.п.). При устройстве рубашек следует обеспечивать анкеровку дополнительной поперечной арматуры со свободным концом путем ее приварки к арматуре усиливаемой конструкции или заанкериванием с помощью продольных стержней.

Рис. 9.2. Усиление монолитной балки и колонны железобетонной рубашкой:
1 – усиливаемая балка, 2 – усиливаемая колона, 3 – отверстия в плите,
4 – поперечная арматура обоймы, 5 – насечка поверхности, 6 – оголенная
арматура колонны, 7 – наружная стена, 8 – анкерные стержни

Рис. 9.3. Усиление ребристых плит и колонны железобетонной обоймой:
1 – усиливаемая плита, 2 – усиливаемая колона, 3 – бетон обоймы, 4 – продольная
арматура обоймы, 5 – поперечная арматура обоймы, 6 – насечка поверхности

Железобетонная рубашка устраивается с трех сторон усиливаемой конструкции, когда отсутствует возможность охватить поперечное сечение со всех четырех сторон (крайние колонны, балки монолитного перекрытия, продольные ребра ребристых плит и т.п.). При устройстве рубашек следует обеспечивать анкеровку дополнительной поперечной арматуры со свободным концом путем ее приварки к арматуре усиливаемой конструкции или заанкериванием с помощью продольных стержней.

Рис. 9.2. Усиление монолитной балки и колонны железобетонной рубашкой:
1 – усиливаемая балка, 2 – усиливаемая колона, 3 – отверстия в плите,
4 – поперечная арматура обоймы, 5 – насечка поверхности, 6 – оголенная
арматура колонны, 7 – наружная стена, 8 – анкерные стержни

Рис. 9.3. Усиление ребристых плит и колонны железобетонной обоймой:
1 – усиливаемая плита, 2 – усиливаемая колона, 3 – бетон обоймы, 4 – продольная
арматура обоймы, 5 – поперечная арматура обоймы, 6 – насечка поверхности

Усиление зоны среза конструкций производится увеличением их поперечного сечения путем устройства наращивания, железобетонных обойм, рубашек, а также увеличением поперечного армирования путем установки дополнительной поперечной арматуры в зоне среза с обеспечением совместной работы с конструкцией.

Дополнительная поперечная арматура принимается в виде арматурных стержней или стальных полос, нормальных или наклонных к продольной оси конструкции.

Совместная работа наращиваний, обойм, рубашек с бетоном конструкции в зоне среза обеспечивается, кроме связей сдвига (как при усилении сжатой зоны), воспринимающих сдвигающее усилие вдоль оси конструкции, устройством поперечных связей, работающих на сдвиг поперек оси конструкции в наклонном сечении. Поперечные связи выполняются в виде поперечных арматурных стержней, а также насечки и шпонок на боковых гранях усиливаемой конструкции.

Совместная работа дополнительной поперечной арматуры с усиливаемой конструкцией обеспечивается: приваркой к существующей арматуре; приклеиванием к бетону в зоне среза; закреплением концов в верхней и нижней зонах с помощью анкерных устройств. После установки в проектное положение дополнительная поперечная арматура обетонируется или покрывается антикоррозионными и огнезащитными составами.

Восстановление прочности конструкций с наклонными трещинами выполняется путем инъецирования трещин полимерраствором, позволяющим получить равнопрочное соединение частей конструкции.

При устройстве наращивания со стороны верхней и нижней граней конструкции (рис. 11.1, а) поперечные связи выполняют в виде скоб, приваренных концами к оголенной продольной арматуре конструкции и дополнительной продольной арматуре, выполняющей для них функцию анкера. Интенсивность поперечных связей на единицу длины элемента в этом случае должна быть не менее интенсивности существующего поперечного армирования:

. (11.1)

При устройстве наращивания со стороны боковых граней конструкции (рис. 11.1, б) на них выполняют шпонки или насечку, а дополнительную поперечную арматуру соединяют сваркой с арматурой усиливаемой конструкции с помощью пластин. В случае отсутствия на боковых гранях шпонок или насечки в расчете бетон наращивания не учитывается.

	а

б

Рис. 11.1. Усиление зоны среза конструкций увеличением поперечного сечения:

а – наращиванием со стороны верхней и нижней граней; б – наращиванием со стороны
боковых граней: 1 – усиливаемая конструкция, 2 – бетон наращивания, 3 – скоба,
4 – пластина, 5 – дополнительная поперечная арматура,
6 – оголенная арматура конструкции, 7 – насечка поверхности

Совместную работу железобетонных обойм и рубашек с усиливаемой конструкцией в зоне среза обеспечивают, кроме шпонок и насечки на контактной поверхности, установкой дополнительной поперечной арматуры (рис. 11.2). В случае устройства рубашки свободные концы поперечной арматуры приваривают к продольной арматуре конструкции или заанкеривают с помощью дополнительных анкеров (при тавровом сечении).

Дополнительная поперечная арматура может устанавливаться в подготовленных пазах с закреплением ее полимерраствором. Арматура устанавливается перпендикулярно направлению наклонных трещин (при их наличии) или под углом 45° (при отсутствии наклонных трещин) с необходимой длиной анкеровки в обе стороны от трещин, определяемой по формуле

, (11.2)

где и – расчетное сопротивление и площадь поперечного сечения вклеиваемой арматуры; – расчетное сопротивление срезу бетона усиливаемой конструкции; , – ширина и глубина паза.

	а
		б		в

Рис. 11.2. Усиление зоны среза конструкций увеличением поперечного сечения:
а – рубашкой при прямоугольном сечении; б – рубашкой при тавровом сечении;
в – обоймой, 1 – усиливаемая конструкция, 2 – монолитный бетон, 3 – дополнительная поперечная арматура, 4 – насечка поверхности, 5 – анкерная пластина

Дополнительная поперечная стержневая арматура, закрепленная по концам приваркой к существующей арматуре или с помощью анкеров, при усилении может выполняться с предварительным напряжением. Предварительное напряжение создают приданием уклона поперечным стержням путем их стягивания попарно с помощью стяжных болтов или завинчиванием гаек на концах поперечных стержней при их нагревании. После выполнения предварительного напряжения гайки на болтах заваривают. Для исключения закручивания усиливаемой конструкции напряжение в поперечных стержнях должно создаваться одновременно с обеих сторон конструкции.

Для закрепления дополнительной поперечной арматуры на усиливаемых конструкциях в зоне среза со стороны верхней и нижней граней устанавливают анкерные устройства в виде уголков или швеллеров (рис. 11.3, а). При усилении конструкций таврового сечения крепежные уголки устанавливают под полкой и заанкеривают болтами, пропускаемыми через отверстия в полке (рис. 11.3, б).

Установка дополнительной поперечной арматуры, наклонной к продольной оси элемента и закрепленной по концам, выполняется в специально пробитые на боковых поверхностях борозды, которые затем заделывают полимерраствором (рис. 11.3, в).

	а

в

б

Рис. 11.3. Усиление зоны среза конструкций установкой дополнительной поперечной арматуры: а – сборной балки; б – балки монолитного перекрытия; в – балки
с наклонными стержнями, 1 – усиливаемая конструкция, 2 – уголок, 3 – швеллер,
4 – стяжной болт, 5 – болт, 6 – дополнительная поперечная арматура, 7 – накладная
арматура, 8 – борозды на боковой поверхности, 9 – существующая арматура

Коэффициенты условий работы бетона наращивания и дополнительной поперечной арматуры в зоне среза принимаются равными:

- при отсутствии в момент усиления наклонных трещин в зоне среза

, ;

- при наличии в момент усиления наклонных трещин в зоне среза и усилении дополнительной поперечной арматуры с предварительным напряжением

, ;

- при наличии в момент усиления наклонных трещин в зоне среза и усилении дополнительной поперечной арматурой без предварительного напряжения

, .

Площадь поперечного сечения дополнительной поперечной арматуры и толщина наращивания определяется расчетом.

Величина предварительного напряжения дополнительной поперечной арматуры принимается равной 70...100 МПа.

См вопрос №4.

Основными внешними признаками отклонения или выпучивания стен являются смещение или выход из гнезд в каменных стенах концов балок междуэтажных перекрытий, то же стропил, обрешетки фонарей, крыши и т.п., а также наличие вертикальных трещин, отслоение наружных стен от внутренних поперечных в местах взаимного примыкания. Отклонение стен, даже самые незначительные, можно обнаружить по наличию трещин в штукатурке потолков около карнизов вдоль обследуемых стен. Протяженность таких трещин в уровне того или иного этажа показывает наличие отклонений стены в пределах того или иного участка ее длины вдоль здания.

Установление величины отклонения, искривления или выпучивания стены производится путем непосредственного замера ширины трещин в штукатурке потолков или величины смещения балок в отношении гнезд в стенах или замером трещин в примыканиях отклонившихся наружных стен к поперечным, или путем провешивания таких стен обычным веском на шнуре или на тонкой проволоке. В особо ответственных случаях или при значительной трудности провешивания отклонение стен от вертикали может быть установлено теодолитом или другими геодезическими инструментами.

Особенно тщательно следует осматривать каменные неоштукатуренные стены, так как трещины в них с поверхности малозаметны на глаз.

При наличии штукатурки трещины обнаружить легче, но необходимо иметь в виду, что не всегда ширина и длина трещины в штукатурке соответствует размерам трещины в самой кладке. Чтобы установить действительные размеры трещин в кладке штукатурку следует отбивать.

Фактическая толщина горизонтальных швов кладки устанавливается замером высоты 5-10 рядов кладки и соответствующим подсчетом средних значений. Если в среднем толщина горизонтальных швов превышает 12 мм, то кладка считается пониженной прочности, и необходимо вводить к допускаемым напряжениям по нормам коэффициент снижения. Прочность кирпича определяется по ГОСТ 24332-80. Определение прочностных характеристик раствора производится по рекомендациям разд. 6 настоящего Пособия и указаниям ГОСТ 5802-86.

При повреждении кирпича под опорными участками перемычек и поворота конца перемычки от изгибающего момента, возникающего вследствие большого местного сжатия, могут образовываться сквозные наклонные трещины кирпичной кладки простенка, которые образуются, как правило, параллельно направлению действия сил от приложенных нагрузок.

При обследовании армокаменных конструкций следует особое внимание уделить состоянию арматуры и защитного слоя цементного раствора для конструкций с расположением арматуры с наружной стороны кладки. Оценка степени коррозии арматуры и вида коррозии производится по указаниям п. 6.6 настоящего Пособия.

Основные причины образования трещин в стенах дома:

· усадка здания после строительства в течение 1...1,5 лет;

· деформация фундаментов вследствие замерзания и неравномерного оттаивания грунтовых вод;

· недостаточная глубина заложения фундаментов;

· неодинаковая несущая способность грунта в пределах дома и, следовательно, неравномерная осадка различных его частей;

· деформация балочного перекрытия;

· различная нагрузка на грунт частей дома, например, пристройка к дому без деформационного шва;

· чрезмерная нагрузка от перекрытия.

· Частая причина образования трещин — усадка дома.

Металлоконструкций.

Дефекты и повреждения металлических конструкций, в основном, являются следствием отступления от правил производства работ при изготовлении, транспортировании и монтаже, а также правил технической эксплуатации или ошибок при проектировании.

Характерными дефектами являются:

– отклонения геометрических размеров от проектных;

– непрямолинейность элементов;

– отклонения от проектного положения;

– расцентровка узлов сопряжения;

– отсутствие отдельных элементов;

– некачественное выполнение болтовых и заклепочных соединений, сварных швов.

Характерными повреждениями,влияющими на прочность и устойчивость, эксплуатационную пригодность и долговечность являются:

– разрушение защитных покрытий с признаками коррозии металла;

– разрывы, трещины в основном металле и сварных швах;

– искривления, местные погибы;

– ослабления болтовых и заклепочных соединений;

– вырезы в элементах;

– деформации, вызванные неравномерной осадкой и креном фундаментов;

– абразивный износ;

– пластинчатая ржавчина на конструкции, сварных швах и деталях соединений, потеря площади сечения вследствие коррозии более 5 %;

– уменьшение длины площадки опирания конструкции по сравнению с проектной;

- прогиб конструкций превышает предельно допустимое значение более чем на 30 %.

Усиление стропильных ферм

Усиление стропильных ферм покрытия может потребоваться: при увеличении нагрузок от покрытия; при возрастании снеговой нагрузки (например, в связи с пристройкой к существующему цеху более высокого здания, вследствие чего образуется снеговой мешок); в связи с креплением к фермам нового стационарного технологического оборудования (трубопроводов, галерей паровоздушного охлаждения, вентиляционного оборудования и т.д.); после установки новых или повышения грузоподъемности существующих подъемно-транспортных механизмов; в результате ослабления сечений элементов, вследствие механических или коррозионных повреждений при эксплуатации.

Необходимость усиления устанавливается в результате проведения проверочных расчетов стропильных ферм с учетом их фактического состояния

Сечения стержней стропильных ферм, усиленных способом увеличения сечений, представлены на рис. 9.15. При проектировании усиления элементов желательно сохранить положение центра тяжести сечения стержня. Этому условию соответствуют усиления по схемам рис. 9.15, в, д, е, ж. Если в результате усиления расцентровка превышает 1,5 % высоты сечения стержня, его необходимо рассчитывать как внецентренно сжатый. При усилении искривленных сжатых стержней целесообразно располагать элементы усиления таким образом, чтобы увеличить радиус инерции сечения и уменьшить эксцентриситет приложения силы (рис. 9.15, а, б, г). В сжатых стержнях элементы усиления можно не заводить на фасонки, если обеспечена прочность неусиленных стержней. Элементы усиления растянутых стержней необходимо завести на фасонки на длину, достаточную для передачи воспринимаемого этими элементами усилия. Наиболее удобно усилить стержень по типу б (два шва, выполняемые в нижнем положении), но при этом заметно смещается центр тяжести сечения. Кроме того, при необходимости завести уголок на фасонку требуется устройство в нем прорези.

452

Рис. 9.15. Усиление стержней стропильных ферм способом увеличения сечений

Способом изменения конструктивной схемы можно усилить как отдельные стержни, так и ферму в целом. На рис. 9.16, а показано усиление сжатых стержней ферм постановкой шпренгелей, уменьшающих расчетную длину стержней в плоскости фермы. Такой метод усиления повышает устойчивость стержней только в плоскости фермы и его можно использовать при незначительном увеличении усилий в стержнях или при искривлении стержня в плоскости фермы. Растянутый пояс фермы можно усилить предварительно напряженной затяжкой (рис. 9.16, б).

Рационально применять способы изменения конструктивной схемы, повышающие несущую способность нескольких или всех стержней фермы. Применение этого метода целесообразно при значительном увеличении нагрузок на всю конструкцию. Возможности регулирования усилий возрастают с применением предварительного напряжения. При использовании способа изменения конструктивной схемы в целях усиления фермы обычно не удается обойтись без усиления некоторых стержней способом увеличения сечений. Их рациональное сочетание приводит к наиболее экономичным по расходу стали и трудоемкости изготовления конструктивным решениям.

Наиболее просто изменить конструктивную схему стропильных ферм можно обеспечив неразрезность их на опорах. В результате уменьшаются усилия в средних панелях поясов ферм, но увеличиваются в опорных раскосах у неразрезных опор. В опорных панелях нижнего пояса возможно

Рис. 9.16. Усиление стержней стропильных ферм способом изменения конструктивной схемы

453

Рис. 9.17. Усиление стропильных ферм способом изменения конструктивной схемы

появление сжатия. Эффективно включение в работу стропильных ферм фонарей, расположенных по средним рядам колонн. При этом может потребоваться усиление элементов фонарей. На рис. 9.17, а...д приведены способы изменения конструктивной схемы с помощью вновь устанавливаемых элементов. При наличии свободного пространства под фермой целесообразно применить схему а с передачей сжимающего усилия от наклонных элементов шпрингеля на растянутый пояс. Если в здании имеются мостовые краны, можно уменьшить высоту шпренгеля (схема б), но при этом эффективность усиления снижается. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, перспективно применение комбинированных систем с использование гибких элементов (вант, гибких и жестких нитей с подвесками). К числу достоинств этих систем относится использование элементов, работающих на растяжение, а также проведение работ по усилению в условиях, не ограниченных действующим производством. Недостатки: необходимость вскрытия кровли и последующее обеспечение ее водонепроницаемости, сложность восприятия распора. При установке новых или повышении грузоподъемности существующих подвесных кранов целесообразно установить вертикальные связи между фермами по всей длине (схема д). Эти связи перераспределяют нагрузку от подвесных кранов между фермами, снижают усилия в стержнях ферм.

25. Усиление сварных и болтовых соединений

Оценка технического состояния конструкций.

По результатам предварительного обследования с учетом выявленных дефектов и повреждений на момент обследования конструкция относится 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 проектной, не снижена.

Характерные признаки:

- прочность бетона не ниже проектной;

- на поверхности бетона отсутствуют дефекты, повреждения, раковины, поры, выбоины, трещины;

- отсутствует нейтрализация бетона защитного слоя;

- при вскрытии поверхность арматуры чистая;

- антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей находится в исправном (хорошем) состоянии.

II – неисправное (удовлетворительное) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым требованиям по прочности (устойчивости), 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, свидетельствующие о снижении прочности, но имеются отдельные раковины, поры, выбоины, волосные трещины;

- глубина нейтрализации бетона защитного слоя не превышает половины его толщины;

- при вскрытии поверхность арматуры не имеет признаков коррозии;

- антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей, в основном, не нарушена;

- прогиб и ширина раскрытия трещин не превышает предельно допустимые значения.

III – ограниченно работоспособное (не вполне удовлетворительное) состояние – конструкция удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости), жесткости. Долговечность конструкции существенно снижена.

Характерные признаки:

- прочность бетона не ниже проектной;

- изменен цвет бетона вследствие пересушивания;

- шелушение граней вследствие размораживания в водонасыщенном состоянии;

- небольшие сколы, оголение арматуры;

- на поверхности бетона мокрые или маслянистые пятна, высолы;

- 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 отдельных точек и пятен, язв и пластинок ржавчины нет, уменьшение площади поперечного сечения вследствие коррозии не превышает 5 %;

- антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей нарушена;

- ширина раскрытия трещин превышает допустимые значения;

- прогиб не превышает предельно допустимого значения.

IV – неработоспособное (неудовлетворительное) состояние – конструкция не удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости) или жесткости.

Характерные признаки:

- имеются повреждения, свидетельствующие о снижении прочности, но на момент обследования не угрожающие безопасности работающих;

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

- пропитка бетона конструкций нефтепродуктами в пролете;

- продольные трещины вдоль рабочей арматуры в пролете, пластинчатая ржавчина на арматуре и закладных деталях, потеря площади сечения 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 удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости). Существует опасность обрушения и угроза безопасности работающих.