Сущность и задачи технической диагностики

Техническая диагностика – это научная дисциплина, изучающая технические системы, в том числе здания и сооружения, их элементы, выявляющая причины возникновения отказов и повреждений, разрабатывающая методы их поиска и оценки; в итоге она дает информацию о состоянии эксплуатируемых объектов. Главная задача диагностики состоит в разработке методов и средств получения информации о состоянии технических объектов. Конечной целью диагностики зданий является обоснованное заключение о техническом состоянии отдельных конструкций и зданий в целом, их эксплуатационной пригодности, информация о том, где и какие имеются отклонения от норм.

Различают визуальный и визуально-инструментальный способы диагностики повреждения сооружений.

При визуальном обследовании обнаруживаются видимые дефекты и повреждения, делаются обмеры, зарисовки, фотографии, используются простейшие приборы, выявляются места, которые необходимо обследовать более подробно с помощью диагностической техники – инструментов, приборов.

Визуально-инструментальное обследование может быть разруша-ющим, когда в сооружении отбираются образцы материалов для испытания в лабораториях. Так как такое обследование сложно, трудоемко и приводит к ослаблению конструкций, более приемлемым является неразрушающий метод контроля состояния конструкций.

Неразрушающие методы контроля ПЭК зданий и сооружений:

- тепловые методы определения теплофизических свойств конструкций: метод термощупов, метод тепломеров;

- ультразвуковые методы определения однородности и прочности конструкций: ультразвуковой, резонансный, поверхностной волны;

- радиационные методы контроля плотности бетона и сварных швов: нейтронные, гамма-излучения;

- электрический метод контроля влажности древесины и др. материалов: метод электропроводности;

- электромагнитные методы определения положения арматуры и закладных деталей: поглощения СВЧ волн, метод электромагнитной индукции;

- тензометрические методы контроля местных деформаций;

- цветовые методы определения теплофизических своств конструкций: жидких кристаллов, хлорида кобальта;

- световой метод определения освещенности рабочих мест и помещений;

- химические методы контроля загазованности помещений;

- геодезические методы контроля общих деформаций здания;

- методы контроля герметичности дверей: свечи, дымовых шашек, мелового отпечатка, шелковых нитей;

- метод падения давления при оценке герметичности помещений.

Каждое сооружение имеет основные и второстепенные параметры эксплуатационных качеств. Наиболее общие параметры, существенно влияющие на эксплуатацию:

- прочность и устойчивость конструкций, здания в целом;

- теплозащитные свойства;

- герметичность (в частности крупнопанельных зданий);

- звукоизоляцию;

- состояние воздушной среды;

- освещенность;

- влажность материалов конструкций.

Условия, механизм и признаки разрушения древесины.

Древесина - очень хороший, веками широко используемый строительный материал. Она сравнительно легко обрабатыва­ется, долговечна, обладает большой прочностью и высокими теплотехническими качествами, может быть использована само­стоятельно и в сочетании с другими материалами. Особенно важна значительная химическая стойкость безметальных сухих деревянных конструкций.

Деревянные здания могут служить многие десятки и даже сотни лет. Однако неправильный отбор и неумелое использова­ние древесины в конструкциях сокращает срок их службы. Если же это сопровождается плохой эксплуатацией, то деревянные конструкции разрушаются в течение нескольких лет, что, однако, объясняется не недостатками древесины, а неблагоприятными ус­ловиями ее применения: сыростью древесины и закупоркой вла­ги, увлажнением ее во время эксплуатации, отсутствием надеж­ного проветривания и просушивания.

Деревянные конструкции при определенных температуре, влажности и других факторах подвергаются гниению в резуль­тате разрушения их грибами, а также жуками-точильщиками и иными видами древоточцев,

В зависимости от способа добывания органических веществ для питания грибы делятся на две основные группы: паразитов и сапрофитов.

К первой группе относятся грибы, развивающиеся на живых растениях или, значительно реже, на животных; ко второй — грибы, развивающиеся только на мертвой древесине, а также на органических остатках растительного или животного происхож­дения.

Домовые грибы, разрушающие только древесину в строитель­ных конструкциях, относятся к сапрофитам.

Древесина начинает гнить при определенных условиях: при влажности более 25%, температуре от -3⁰ С до +35-70⁰ С, застойном воздухе и за­ражении ее грибами. Грибы развиваются из спор — мельчайших образований. Споры прорастают в нити — гифы, а затем, сра­стаясь, образуют шнуры и грибницу, которая с течением времени превращается в плодовое тело. Существует около 60 ви­дов дереворазрушающих грибов.

Домовые грибы не развиваются на сухой древесине (с влаж­ностью до 12%) и в находящейся в воздушно-сухом состоянии (15—18%). В полусухом состоянии (23—25%) древесина пора­жается некоторыми грибами, например настоящим домовым гри­бом. В сыром состоянии (25—30%) и при повышенной влажности (30—60%) она разрушается всеми видами грибов. В то же время древесина, находящаяся в воде и на сквозняке, гриба­ми не разрушается.

На основании изложенного можно заключить, что для защиты древесины от гниения и разрушения надо создать вокруг экс­плуатируемых конструкций такую температурно-влажностную среду, в которой не могли бы произрастать грибы. Если этого осуществить нельзя, — не позволяет технологический или функ­циональный процесс либо другие условия, то древесину конст­рукций необходимо обработать специальными ядохимикатами — антисептировать.

Места в зданиях, где сравнительно легко и быстро развиваются дереворазрушающие грибы, следующие:

- подполья на сыром грунте и необитаемые подвалы;

- неантисептированные концы балок в каменных стенах;

- накаты перекрытий при неисправных крышах;

- деревянные перегородки из сырого леса, оштукатуренные с двух сторон;

- полы, накаты, балки под санузлами и кухнями при повышен­ной влажности;

- деревянные конструкции, увлажненные и плохо проветрива­емые.

Участки древесины, пораженной грибами, вырезаются и сжи­гаются, после чего конструкция усиливается антисептированной древесиной или специальными протезами. Во избежание повтор­ного поражения древесины грибами надо улучшить уход за ней.

Вредителями древесины являются также жуки-точиль­щики, их личинки и термиты.

Участки древесины, пораженные жуками и их личинками, тщательно осматриваются, после чего решается вопрос о несу­щей способности данного элемента, о необходимости его замены или протезирования. Пораженные участки всегда вырезаются и сжигаются.

В жарких районах большой вред деревянным конструкциям, особенно элементам, расположенным вблизи земли, наносят термиты.

Билет 3

Основания, фундаменты и эксплуатационные требования к ним.

Нижняя часть любого сооружения – его фундамент – предназначена для передачи нагрузки всей его массы на грунт, который служит основанием. Надежные основания и фундаменты гарантируют прочность и устойчивость здания, а слабые, поддающиеся деформациям, приводят к разрушению его надземной части.

Основание и фундамент здания конструируют и рассчитывают совместно: чем прочнее грунтовое основание, тем меньше размеры фундамента. Основания могут быть естественными или искусственными, т.е. специально усиленными путем уплотнения песком, щебнем (с трамбованием), химического либо электрохимического закрепления или забивки свай.

Естественные основания должны обладать следующими эксплуатационными качествами:

- достаточной несущей способностью;

- малой и равномерной сжимаемостью, обеспечивающей равномерную осадку здания в допустимых пределах;

- неподвижностью и не подвергаться выпучиванию при промерзании (при пучинистых грунтах основание должно выбираться ниже глубины промерзания);

- быть устойчивыми к действию агрессивных грунтовых вод и не вымываться.

Песчаные грунты состоят из частиц крупностью 1 – 2 мм. Чем крупнее частицы песка, тем лучшими строительными качествами обладает такой грунт основания; чем больше в нем глинистых, пылеватых частиц размером 0,05 – 0,005 мм, тем хуже строительные качества таких грунтов, ибо они удерживают влагу, подвергаются выпучиванию, имеют малую несущую способность. Если в песке содержится таких частиц более 15 и до 50 %, то они относятся к пылеватым.

Глинистые грунты состоят из чешуйчатых частиц крупностью меньше 0,005 мм. Глины, в отличие от песков, имеют тонкие капилляры, большую удельную поверхность соприкасания между частицами, сильно всасывают и удерживают воду и поэтому при промерзании подвергаются выпучиванию. Сжимаемость глинистых грунтов больше, чем песчаных, однако скорость их уплотнения под нагрузкой меньше, чем песков. Поэтому осадка сооружений, построенных на глине, продолжается длительное время.

Супеси и суглинки представляют собой смесь песка, глины и пылеватых частиц: супеси содержат от 3 до 10 % пылеватых частиц, а суглинки – от 10 до 30 %. По своим качествам эти грунты занимают промежуточное положение между песками и глинами. Сильно насыщенные водой супеси называют плывунами; они мало пригодны в качестве оснований.

Лẻсс по зерновому составу относится к пылеватым суглинкам. Характерным его признаком являются крупные и длинные капилляры (макропоры) в виде вертикальных трубочек, которые при замачивании размокают и под нагрузкой дают большие осадки. Основаниями они могут служить лишь в том случае, если их защищать от увлажнения или специально обработать, например, предварительно увлажнить и уплотнить катками или трамбовками, что эффективно при толщине просадочного грунта до 1,5 м.

Фундаменты могут быть ленточными, столбчатыми, сплошными, в виде отдельных опор под колонны, свайными и др.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную ленту из каменного материала под всеми наружными и внутренними стенами. При устройстве подвалов ленточный фундамент образует их стены; это наиболее распространенный вид фундамента. Иногда ленточный фундамент заменяют столбами через 2 – 3 м и под пересечением стен, а по ним на отметке цоколя укладывают обвязочную балку и по ней возводят стену. На слабых, пучинистых, вечномерзлых грунтах фундамент нередко выполняют из свай. Сплошные фундаменты устраивают при больших нагрузках в зданиях повышенной этажности, в заглубленных сооружениях, т.е. когда зданию необходимо придать особую надежность и монолитность. Фундаменты под колонны делают в виде отдельных опор – башмаков.

При влажных пучинистых грунтах заложение фундаментов должно быть обязательно на 250 мм ниже глубины промерзания.

На основе учета воздействующих на основание и фундаменты факторов и предъявляемых к ним нормативных требований составлены исходные данные для установления эксплуатационных качеств фундаментов, таблица 3.1.

Таким образом, задача проектирования фундаментов, как и других конструкций, состоит в том, чтобы из всех известных и возможных конструктивных решений выбрать, руководствуясь эксплуатационными требованиями к ним, их принципиальной структурной схемой, а также исходными данными для разработки проекта, наиболее рациональный для данного случая тип.

Таблица 3.1 - Исходные данные для установления эксплуатационных качеств фундаментов

Цоколь – это нижняя часть стены, которая должна обладать особыми эксплуатационными качествами: конструктивными – защищать стену от увлажнения и механических повреждений; эстетическими – создавать зрительное впечатление прочной и надежной базы здания. Поэтому цоколь выполняется из прочного и красивого материала, разделывается под «крупные камни», его нередко окрашивают в темный цвет. Материалами для цоколя служат естественный камень, бетонные блоки, хорошо обожженный кирпич.

Отмостка – это слой асфальта, бетона или камня толщиной 100 – 150 мм и шириной около 750 мм вдоль наружной стены здания, уложенный на подготовленное из глины и щебня основание, имеющий уклон от здания 0,03 – 0,05; она предназначена для отвода воды от здания и прикрытия верхнего обреза фундамента. Важным условием исправности отмостки является хорошо уплотненный грунт обратной засыпки, она должна быть без трещин, «блюдец», скопления на ней воды.

По состоянию отмостки и цоколя можно судить о техническом состоянии здания.