Факторы, воздействующие на здание
Факторы, воздействующие на здания и сооружения делят на:
- внешние воздействия (природные и искусственные: радиация, температура, воздушные потоки, осадки, газы, химические вещества, грозовые разряды, радиоволны, электромагнитные волны, шум, звуковые колебания, биологические вредители, давление грунта, морозное пучение, влага, сейсмические волны, блуждающие токи, вибрации);
- внутренние (технологические и функциональные: нагрузки постоянные и временные, длительные и кратковременные от собственного веса, оборудования и людей; технологические процессы: удары, вибрации, истирания, пролив жидкости; колебания температуры; влажность среды; биологические вредители).
Все эти факторы приводят к ускоренному механическому, физико-химичекому разрушению, в том числе и к коррозии, что приводит к снижению несущей способности отдельных конструкций и всего здания в целом. ( См схема 1)
Ухудшение технического состояния зданий происходит в результате изменения физических свойств материалов, характера сопряжений между ними, а также размеров и форм.
Наиболее существенное воздействие оказывают следующие факторы:
1.Воздействие влаги: как показал опыт эксплуатации зданий, наибольшее влияние на износ конструкций оказывает влага. Поскольку фундаменты и стены старых реконструированных зданий выполнены в основном из разнородных каменных материалов (известняк, красный кирпич, известковые и цементные растворы) с пористо-капиллярной структурой, при контакте с водой они интенсивно увлажняются, зачастую изменяют свои свойства и в экстремальных случаях разрушаются.
Основным источником увлажнения стен и фундаментов является капиллярный подсос, который приводит к повреждениям конструкций в процессе эксплуатации: разрушению материалов в результате промерзания; образованию трещин из-за набухания и усадки; потере теплоизоляционных свойств; разрушению конструкций под воздействием агрессивных химических веществ, растворенных в воде; развитию микроорганизмов, вызывающих биологическую коррозию материалов.
Процесс санации зданий и сооружений не может быть ограничен обработкой их биоцидным препаратом. Должна быть реализована комплексная программа мероприятий, состоящая из нескольких стадий, а именно:
· диагностика (анализ тепловлажностного режима, ренгеноскопический и биологический анализ продуктов коррозии);
· сушка (при необходимости) помещений, если речь идет о подземных сооружениях, например, подвалах;
· устройство отсечной горизонтальной гидроизоляции (при наличии подсоса почвенной влаги);
· очистка, при необходимости, внутренних поверхностей от высолов и продуктов биологической коррозии;
· лечащая обработка противосолевыми и биоцидными препаратами;
· заделка трещин и протечек специальными гидропломбирующими составами и последующая обработка поверхностей защитными гидроизолирующими препаратами;
· производство отделочных работ.
2. Воздействие атмосферных осадков: атмосферные осадки, проникая в грунт, превращаются либо в парообразную, либо в гигроскопическую влагу, удерживающуюся в виде молекул на частицах грунта молекулярными илами, либо в пленочную, поверх молекулярной, либо в гравитационную, свободно перемещающуюся в грунте под действием сил тяжести. Гравитационная влага может доходить до грунтовой воды и, сливаясь с ней, повышать ее уровень. Грунтовая вода, в свою очередь, вследствие капиллярного поднятия перемещается вверх на значительную высоту и обводняет верхние слои грунта. В некоторых условиях капиллярная и грунтовая воды могут сливаться и устойчиво обводнять подземные части сооружений, в результате чего усиливается коррозия конструкций, снижается прочность оснований.
3. Воздействие отрицательной температуры: некоторые конструкции, например, цокольные части, находятся в зоне переменного увлажнения и периодического замораживания. Отрицательная температура (если она ниже расчетной или не приняты специальные меры для защиты конструкций от увлажнения), приводящая к замерзанию влаги в конструкциях и грунтах оснований, разрушающе действует на здания. При замерзании воды в порах материала объем ее увеличивается, что создает внутренние напряжения, которые все возрастают вследствие сжатия массы самого материала под влиянием охлаждения. Давление льда в замкнутых порах весьма велико – до 20 Па. Разрушение конструкций в результате замораживания происходит только при полном (критическом) влагосодержании, насыщении материала. Вода начинает замерзать у поверхности конструкций, а поэтому разрушение их под воздействием отрицательной температуры начинается с поверхности, особенно с углов и ребер. Максимальный объем льда получается при температуре – 22Со, когда вся вода превращается в лед. Интенсивность замерзания зависит от объема пор. Камни и бетоны с пористостью до 15% выдерживают 100-300 циклов замораживания. Уменьшение пористости, а следовательно, и количество влаги повышает морозостойкость конструкций. Из сказанного следует, что при замерзании разрушаются те конструкции, которые увлажняются. Защитить конструкции от разрушения при отрицательных температурах – это прежде всего защитить их от увлажнения. Промерзание грунтов в основаниях опасно для зданий, построенных на глинистых и пылеватых грунтах, мелко- и средне-зернистых песках, в которых вода по капиллярам и порам поднимается над уровнем грунтовых вод и находится в связанном виде. Повреждения зданий из-за промерзания и выпучивания оснований могут произойти после многих лет и эксплуатации, если будут допущены срезка грунта вокруг них, увлажнение оснований и действие факторов, способствующих их промерзанию.
4. Возведение технологических процессов: каждое здание и сооружение проектируется и строится с учетом взаимодействия предусматриваемых в нем процессов; однако из-за неодинаковой стойкости и долговечности материалов конструкций и различного влияния на них среды износ их неравномерен. В первую очередь разрушаются защитные покрытия стен и полы, окна, двери, кровля, затем стены, каркас и фундаменты. Сжатые элементы больших сечений, работающие при статических нагрузках, изнашиваются медленнее, чем изгибаемые и растянутые, тонкостенные, которые работают при динамической нагрузке, в условиях высокой влажности и высокой температуры. Износ конструкций под действием истирания – абразивный износ полов, стен, углов колонн, ступеней лестниц и других конструкций бывает весьма интенсивным и поэтому сильно влияющим на их долговечность. Он происходит под действием, как природных сил (ветров, песчаных бурь), так и вследствие технологических и функциональных процессов, например из-за интенсивного перемещения больших людских потоков в зданиях общественного назначения.
1.4.Описание объекта
Таблица 1.1
Общая характеристика здания | Производственное здание складского назначения |
Год постройки: | |
Общая площадь здания, м2 : | |
Строительный объем здания, м3 | |
Строительные характеристики | |
Фундаменты | Железобетон |
Стены | Кирпичные |
Перегородки | Кирпичные |
Крыша | Железобетон |
Полы | Железобетон |
Дверные проемы, | Окна двойные глухие, двери деревянные |
Внутренняя отделка | Штукатурка |
Привлекательность (внешний вид) | Удовлетворительный внешний вид |
Фактический возраст здания, лет | |
Нормативный срок службы здания | |
Остаточный срок эксплуатации | |
Системы инженерного обеспечения | |
Теплоснабжение | Нет |
Горячее водоснабжение | Нет |
Канализация | Наличие |
Питьевое водоснабжение | Наличие |
Электроснабжение | Наличие |
Телефон | Наличие |
Радио | Нет |
Сигнализация: -охранная -пожарная | Нет Наличие |
Внешнее благоустройство | |
Озеленение | Нет |
Подъездные пути | Асфальтовое покрытие шириной около 6 м, удовлетворительное состояние |
1.5.Классификация повреждений и дефектов строительных конструкций
При обследовании технического состояния зданий и сооружений факт наличия повреждения и дефектов устанавливается по их характерным и детальным признакам, а степень повреждения путем оценки количественных и качественных параметров повреждений и дефектов.
Дефектами называют отклонение формы, качества, размеров от установленных техническими правилами, условиями и нормами, полученные в процессе изготовления, перевозки и монтажа; это несоответствие конструкции каким-либо параметрам, установленным проектом или нормативными документами.
Повреждениями называют отклонение состояния конструкции от первоначального, полученные в процессе эксплуатации; это любое нарушение целостности строительной конструкции и ее элементов в процессе эксплуатации, вызванные наличием дефектов или внешними факторами.
Для оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений повреждения и дефекты классифицируются по следующим признакам:
1. По видам проявления последствий повреждений и дефектов:
· повреждения и дефекты несущих строительных конструкций, ведущие к потере их прочности и устойчивости;
· повреждения ограждающих строительных конструкций, ослабляющие конструкции и снижающие эксплуатационные характеристики зданий и сооружений;
· повреждения второстепенных элементов строительных конструкций, снижающие эксплуатационные характеристики зданий и сооружений;
2. По причинам происхождения и характеру распространения:
· общие, местные, точечные,
кроме того, по причинам происхождения повреждений и дефектов строительных конструкций зданий и сооружений следует различать:
· воздействие внешних факторов природного или техногенного характера;
· воздействие внутренних факторов, обусловленных технологическими процессами;
· дефекты, вызванные ошибками при геологических изысканиях, проектировании и строительстве зданий и сооружений;
· недостатки и нарушения правил эксплуатации зданий и сооружений.
3. По времени проявления:
Повреждения и дефекты могут быть установлены в процессе:
· строительства;
· эксплуатации;
· после воздействия внешних факторов природного или техногенного характера;