6. Повреждение ограждений. Разрушение переходов через инженерные сети

Причины

1. отсутствие защиты несущих элементов от коррозии и гниения

2. механические повреждения ограждения и переходов

Способы восстановления

1. заменить поврежденные элементы ограждений и переходов с использованием жб столбов и плит

2. произвести окраску деревянных ограждений.запретить складирование ограждений материалов, дров, труб

20. Процесс трещинообразования в строительных конструкциях зданий и сооружений. Наблюдение за процессом трещинообразования. Классификация трещин.

При обследовании и оценке технического состояния каменных и армокаменных констр. Необходимо учитывать особенности их работы и характер разрушения, который опр-ся их структурой.

Каменная кладка предст-ет собой неоднородное упруго-пластичное тело, состоящее из отдельных камней и швов, заполненных раствором. Такое строение и опр-ет условие работы. При сжатии усилие передается неравномерно из-за неровностей и неодинаковой плотности отдел.уч-ков затвердевшего раствора и в рез-те камни подвергаются сжатию.

Хар-р разрушения кладки и степень влияния множественных факторов объясняется особенностью ее напряж. состояния при сжатии. Разрушение неармиров. кладки при сжатии начинается с появления трещин, как правило, нади под вертикальными швами. Это объясняется явлением изгиба и среза камня, а также концентрацией растягивающих напряжений над этими швами. Первые трещины появ-ся при нагрузках меньше разрушающих.

Момент появления 1-ых трещин зависит от качества заполнения вертикальных и горизонтальных швов и плотности примен. Раствора. В кладках из крупноразмерных изделий 1-ые трещины свидет-щие о хрупком разрушении появ-ся при нагрузках 0,85-1 от разруш. Нагрузки.

Основной причиной снижающей прочность и упругость кладки яв-ся неравномерная плотность и усадка р-ра. Вертик. швы и щели в многопустотных камнях нарушают монолитность кладки и вызывают концентрацию растягив. и сдвиг.напряжений у нижнего и верхнего конца щелей. Поэтому прочность такой кладки на 15-20 % ниже чем из сплошных камней.

Важным этапом обследования каменных конструкций является установление деформативно-прочностных характеристик кладки. Обнаруженные в несущих каменных конструкциях трещины следует оценивать с позиции работы кладки над нагрузкой при сжатии. Различают четыре стадии разрушения кладки при сжатии, приведенные на рис. 10.1.

Рисунок 10.1. – Стадии работы кладки при сжатии: F – усилие в кладке; F_crc – Усилие в кладке, при котором образуются трещины; F_u – разрушающее усилие

Первая стадия работы каменных конструкций при усилии в кладке Fменьше F_crc, при котором не образуются трещины, свидетельствует о нормальном состоянии конструкций; вторая стадия при F= F_crc – удовлетворительное состояние конструкций; третья стадия при F_crc<F<F_u –неудовлетворительное состояние конструкций; четвертая стадия при F= F_u – предаварийное или аварийное состояние конструкций (F_u — разрушающее усилие).

При оценке технического состояния каменных конструкций по внешним признакам необходимо установить: процент уменьшения в месте повреждения; стрелу отклонения или выпучивания стен, столбов и колец; степень развития трещин и других деформаций в поврежденной конструкций; качество кладки, ширину и глубину швов; влажностное состояние кирпичных наружных стен; физико-механические свойства кладки, камня и раствора.

Внешними признаками отклонения или выпучивания стен являются смещение или выход из гнезд в каменных стенах концов балок междуэтажных перекрытий, стропил, обрешетки фонарей, крыши и т.п., а также наличие вертикальных трещин. Отклонения стен, даже самые незначительные, можно обнаружить по наличию трещин в штукатурке потолков около карнизов вдоль обследуемых стен. Протяженность таких трещин в уровне этажа показывает наличие отклонений стены в пределах того или иного участка ее длины.

Установление величины отклонения, искривления или выпучивания стены производится путем непосредственного замера ширины трещин в штукатурке потолков или величины смещения балок по отношению к гнездам в стенах или замером трещин в примыканиях отклонившихся наружных стен к поперечным или путем провешивания таких стен отвесом. В особо ответственных случаях или при значительной трудности провешивания отклонение стен от вертикали может быть установлено теодолитом или другими геодезическими инструментами.

В железобетонных конструкциях наиболее часто встречаются следующие виды трещин:

а) в изгибаемых элементах, работающих по балочной схеме (балки, прогоны), возникают трещины, перпендикулярные (нормальные) продольной оси, вследствие появления растягивающих напряжений в зоне действия максимальных изгибающих моментов, наклонные к продольной оси, вызванные главными растягивающими напряжениями в зоне действия перерезывающих сил и изгибающих моментов (рис. 10.3.).

Рисунок 10.3. – Характерные трещины в изгибаемых железобетонных элементах, работающих по балочной схеме 1 – нормальные трещины в зоне максимального изгибающего момента; 2 – наклонные трещины в зоне максимально поперечной силы; 3 – трещины и раздробление бетона в сжатой зоне.

Нормальные трещины имеют максимальную ширину раскрытия в крайних растянутых волокнах сечения элемента. Наклонные трещины начинают раскрываться в средней части боковых граней элемента – в зоне действия максимальных касательных напряжений, а затем развиваются в сторону растянутой грани.

Образование наклонных трещин на опорных концах балок и прогонов обусловлено их недостаточной несущей способностью по наклонным сечениям.

Вертикальные и наклонные трещины в пролетных участках балок и прогонов свидетельствуют о недостаточной их несущей способности по изгибающему моменту.

Раздробление бетона сжатой зоны сечений изгибаемых элементов указывает на исчерпание несущей способности конструкции;

б) в плитах могут возникать трещины:

– в средней части плиты, имеющие направление поперек рабочего пролета с максимальным раскрытием на нижней поверхности плиты;

– на опорных участках, имеющие направление поперек рабочего пролета с максимальным раскрытием на верхней поверхности плиты;

– радиальные и концевые, с возможным отпаданием защитно­го слоя и разрушением бетона плиты;

– вдоль арматуры по нижней плоскости стены.

Трещины на опорных участках плит поперек рабочего пролета свидетельствуют о недостаточной несущей способности по изгибающему опорному моменту.

Характерно развитие трещин силового происхождения на нижней поверхности плит с различным соотношением сторон (рис. 10.4.). При этом бетон сжатой зоны может быть не нару­шен. Смятие бетона сжатой зоны указывает на опасность

Рисунок 10.4. – Характерные трещины на нижней поверхности плит: а – работающих по балочной схеме при I₂/I₁> 3; б – опертых по контуру при I₂/I₁< 3; в – то же, при I₂/I₁ =1; г – опертых по трем сторонам при I₂/I₁< 1,5; то же, при I₂/I₁> 1,5

в) в колоннах образуются вертикальные трещины на гранях колонн и горизонтальные трещины.

Вертикальные трещины на гранях колонн могут появляться в результате чрезмерного изгиба стержней арматуры. Такое явление может возникнуть в тех колоннах и их зонах, где редко поставлены хомуты (рис. 10.5.).

Рисунок 10.5. – Трещины вдоль продольной арматуры в сжатых элементах

Горизонтальные трещины в железобетонных колоннах не представляют непосредственной опасности, если ширина их невелика, однако, через такие трещины могут в арматуру попасть увлажненный воздух и агрессивные реагенты, вызывая коррозию металла,

Появление продольных трещин вдоль арматуры в сжатых элементах свидетельствует о разрушениях, связанных с потерей устойчивости (выпучиванием) продольной сжатой арматуры из-за недостаточного количества поперечной арматуры;

г) появление в изгибаемых элементах поперечной, перпендикулярной продольной оси элемента, трещины, проходящей через все сечение (рис. 10.6.), может быть связано с воздействием дополнительного изгибающего момента в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости действия основного изгибающего момента (например, от горизонтальных сил, возникающих в подкрановых балках). Такой же характер имеют трещины в растянутых железобетонных элементах, но при этом трещины просматриваются на всех гранях элемента, опоясывают его;

Рисунок 10.6. – Трещины по всей высоте сечений элементов, изгибаемых в двух плоскостях.

Трещинообразование в бетонныхконстр. (панельные стены).

Появление силовых трещин в стенах панельных зд. связано с концентрацией сложных нагрузок вызванных перекосом или наклоном панелей, а также неравномерностью по толщине растворных швов. Ширину раскрытия трещин рекоменд-ся измерять в 1 очередь в местах их максимального раскрытия и на уровне растянутой зоны элемента. Степень раскрытия трещин сопоставляется с нормативным требованиями по предельным состояниям. Следует различать трещины, появление которых вызвано напряжениями появившимися в процессе изготовления констр., транспортировки или монтажа и трещины обусл-ыеэкспл. нагрузками и воздействием окр. среды.

Экспериментально установлено, что:

- сущ-ет вполне опр-ая связь между вероятностью появления трещин в наружных стеновых панелях и интенсивностью их нагружения.

-взаимосвязь между нагрузкой и процессом трещинообразования выше чем между температурно-влаж. деформациями или усадкой бетона.

К трещинам появившимся в период эксплуатации относятся: технологич. и усадочные, вызванные быстрым высыханием поверх-го бетона или трещины от набухания бетона, а также трещины появ-ся в процессе складирования, транспортирования и монтажа.

К трещинам, кот.появ-сь в пр-ссе эксплуатации относятся трещины, возникшие в рез-те температурных деформаций из-за отсутствия температ. швов; трещины вызванные неравномерной осадкой грунтов основания (обусловлено нарушенем требований устр-ва осадочных деформационных швов); трещины, вызванные силовыми воздействием превыш. несущую способность ж.б. элементов. Трещины силового хар-ра необходимо рассм-ть с точки зр. напряж.-деф. состояния ж.б. конструкции.

21. Отказы несущих и ограждающих конструкций зданий

Понятие безотказности жилого здания в целом как сложной технической системы шире, чем для его элементов и простых систем, способных находиться лишь в двух состояниях – работоспособном или неработоспособном. Отказы отдельных ограждающих конструкций и технических устройств (кровли, межпанельных швов, полов и др.) обычно являются частичными отказами. Не приводя к прекращению функционирования объекта в целом, они снижают качество (уровень) функционирования и выходной эффект объекта.

При назначении нормативной надежности несущих и ограждающих конструкций под отказом понимают техническое состояние элемента, предшествующее исчерпанию несущей способности или полной потери ограждающих функций.

Отказы можно классифицировать:

1) в зависимости от причин возникновения: внутренние, вызванные недостатком конструкций; из-за внешних причин (перегрузки, изменение схем работы и нагрузки и т.п.); 2) в зависи­мости от скорости их проявления: последовательные постепенные; внезапные; 3) в зависимости от диапазона отказов: частичные, связанные с отклонением характеристик от допускаемых пределов и не вызывающие полной утраты работоспособности;полные; 4) по сочетанию предыдущих концепций: каталептические — внезапные и полные; с постепенным ухудшением параметров и характеристик; 5) в зависимости от последствий: незначительные, не приводящие к ухудшению эксплуатационных характеристик, значительные, критические, приводящие к полному прекращению выполнения функций и появлению большого риска; 6) в зависимости от срока эксплуатации: преждевременные (часто до монтажа); случайные; износовые.

Последовательные постепенные отказы являются функцией времени, обусловленные главным образом старением материалов, накоплением внутренних напряжений и т. д. Внезапные отказы вызываются такими изменениями параметров элемента, при которых его следует считать неработоспособным. Такие отказы появляются при перераспределении и суммировании в узлах нагрузок, действия дополнительных внешних нагрузок, их неучтенных сочетаний. При расчете систем с учетом этих двух видов отказов ориентируются на следующие положения: 1) постепенные отказы можно исключить, если учесть все возможные изменения характеристик и параметров во времени; 2) внезапные отказы случайны, их нельзя полностью исключить или предсказать; 3) постепенные и внезапные отказы взаимосвязаны и не являются независимыми.

В отличие от простых систем, где имеются только два возможных состояния — нормальное эксплуатационное и отказ, в зданиях большая часть конструкций и элементов может иметь несколько состояний, соответствующих частичным отказам и неисправностям. В связи с этим иногда отказы классифицируют: частичный отказ узла или элемента, восстановление или усиление которого приводит к полному восстановлению надежности сооружений; отказы наиболее ответственных элементов сооружений (оснований, фундаментов, колонн, ригелей и т. п.), приводящие к полному отказу всего сооружения. Отказы второй группы могут быть внезапными. Усиление этих элементов нередко связано с большими объемами выполняемых работ.

Наибольшая частота отказа наблюдается в период приработки. Это время соответствует запуску здания в эксплуатацию. В период норм. эксплуатации вероятность появления отказа связанных с чрезвычайными причинами(авария, перераспределение концентрации напряжений, стих. бедствия). После периода нормальной эксплуатации начинается период интенсивного износа.

И отказы в этот период связаны с естественным старением конструкции.