Техническое обследование зданий и сооружений. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 270102.65 и 270114.65

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов специальностей 270102.65, 270114.65 и направления 270800.68 всех форм обучения

Йошкар-Ола

2012

УДК 624.012.2 ББК 38.55 + 38.56

Т 38

Рецензент:

канд. техн. наук, доцент кафедры строительных конструкций и оснований ПГТУ В. Г. Котлов

Печатается по решению редакционно-издательского совета ПГТУ

Техническое обследование зданий и сооружений: методиче-

Т38 ские указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 270102.65 и 270114.65 и направления 270800.68 всех форм обучения / сост. В. М. Поздеев. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2012. – 36 с.

Рассмотрены основные вопросы методики проведения технического обследования зданий и сооружений, выявления и оценки дефектов и повреждений железобетонных, каменных, металлических и деревянных конструкций.

Предназначены для студентов специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство», 270114.65 «Проектирование зданий» и направления 270800.68 «Строительство» всех форм обучения, изучающих дисциплину «Обследование и испытание зданий и сооружений».

Рис. 2. Библиогр.: 6 назв.

УДК 624.012.2 ББК 38.55 + 38.56

Поволжский государственный технологический университет, 2012

3

ВВЕДЕНИЕ

Основными целями и задачами дисциплины «Обследование и испытание зданий и сооружений» являются разработка методов и средств, предназначенных для качественной и количественной оценки показателей, характеризующих свойства и состояние строительных объектов, а также опытное изучение процессов, протекающих в них, выявление экспериментальным путем конструктивных и эксплуатационных свойств материалов, элементов конструкций, зданий и сооружений и установление их соответствия техническим требованиям.

Изучение фактического состояния эксплуатируемых конструкций при работе в реальных условиях производится при проведении технических обследований зданий и сооружений.

В настоящей работе представлено описание пяти лабораторных работ, в которых рассмотрены основные вопросы методики проведения технического обследования зданий и сооружений, выявления и оценки дефектов и повреждений железобетонных, каменных, металлических и деревянных конструкций.

Издание адресовано студентам строительных специальностей, изучающих дисциплину «Обследование и испытание зданий и сооружений».

4

Лабораторная работа № 1

МЕТОДИКА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Цель работы: изучение методики проведения технического обследования зданий и сооружений. Анализ категорий технического состояния конструкции по результатам обследования.

Содержание работы

Обследование строительных конструкций зданий и сооружений состоит из пяти основных этапов:

1)подготовительные работы (общее знакомство с объектом, сбор и анализ технической документации, составление рабочей программы обследования);

2)натурное освидетельствование конструкций с уточнением геометрической схемы, обмерами элементов и узлов, выявлением дефектов и повреждений;

3)уточнение технологических и атмосферных нагрузок и воздействий, а также собственного веса конструкций;

4)оценка физико-механических характеристик материалов эксплуатируемых конструкций;

5)анализ результатов обследования и составление технического заключения.

При необходимости обследования фундаментов проводится шурфирование фундаментов для определения их размеров и технического состояния, выполняются инженерно-геологические изыскания на площадке расположения объектов.

Подготовительные работы по обследованию конструкций включают сбор и анализ документации, знакомство с объектом обследования и составление рабочей программы обследования.

Сведения, необходимые для обследования строительных конструкций и оценки их технического состояния, содержатся в следующих документах:

6)паспорт на здание и сооружение;

7)комплект общестроительных и рабочих чертежей;

8)акты промежуточного контроля и приемки работ;

9)журналы производства работ и авторского надзора;

5

10)сертификаты, технические паспорта и другие документы, удостоверяющие качество материалов, конструкций и деталей;

11)результаты геодезической съемки положения конструкций в процессе монтажа и эксплуатации;

12)технический журнал по эксплуатации здания и акты о результатах периодических осмотров;

13)документы о текущих и капитальных ремонтах, усилении и окраске;

14)документы, характеризующие фактические технологические нагрузки и воздействия (паспорта на оборудование, крановые и т.д.);

15)отчеты и заключения специализированных организаций о ранее выполненных обследованиях.

На основании анализа технической документации и знакомства с объемом была составлена рабочая программа обследования.

Натурное освидетельствование заключается в визуальном осмотре строительных конструкций с выявлением дефектов и повреждений.

Обследование проводится для всех видов конструкций: железобетонных, каменных, металлических или деревянных. Перед началом работы на основе геометрических измерений на объекте составляются схемы конструкций: стен, плит, балок, колонн и т.п. Конструкции должны быть пронумерованы и привязаны к осям.

Натурное освидетельствование включает в себя общий осмотр конструкций, детальный осмотр с инструментальной проверкой состояния элементов и узлов, их обмер, геодезическую съемку положения конструкций.

При общем осмотре уточняется конструктивная схема элементов и узлов, определяется общее качественное состояние конструкций. Общий осмотр конструкций проводится с имеющихся в наличии средств доступа с использованием лестниц. Для осмотра конструкций, расположенных на большой высоте, используются бинокли. По результатам общего осмотра намечаются места для детальной проверки состояния конструкций.

Детальный осмотр производится для количественной оценки дефектов и повреждений элементов и узлов, измерения их величин и привязки места расположения. В зависимости от состояния конструкций, выявленного при общем осмотре, детальный осмотр может быть сплошным или выборочным.

При сплошном осмотре проверяются все элементы и узлы на обследуемом участке. При выборочном осмотре на участке осматриваются

6

элементы и узлы в пределах 4…5 шагов основных рам (но не менее 20% площади участка) в зоне наиболее интенсивных технологических воздействий.

Параллельно с детальным осмотром конструкций производится обмер элементов и узлов с целью выявления их геометрических характеристик. Составляются обмерочные чертежи основных несущих конструкций со всеми необходимыми для расчета и разработки проекта усиления размерами. Обмеры имеют выборочный характер. Для каждой группы однотипных конструкций (ферм, балок, колонн и т.д.) одного типоразмера (марки) производится обмер не менее трех конструктивных элементов. Для обеспечения необходимой точности каждый элемент измеряется не менее чем в трех местах.

Для определения размеров сечений элементов, узлов и повреждений используются мерительные инструменты, обеспечивающие точность (электронные и металлические рулетки, металлические линейки, штангенциркули и т.д.). Толщина элементов при одностороннем доступе к конструкциям измеряется с помощью ультразвуковых толщиномеров.

Для измерения прогибов и искривлений элементов между концами элемента натягивается струна диаметром 0,2…0,4 мм, и с помощью металлической линейки измеряются стрелки искривления. Для измерения искривлений элементов большой длины используются геодезические методы.

Отклонения элементов от вертикали фиксируются с помощью отвесов, лазерных уровней или геодезических приборов. Для выявления отклонений конструкций от проектного положения применяются геодезические методы контроля с использованием теодолитов, нивелиров, лазерных визиров и других приборов.

Ширина раскрытия трещин, неплотности соединения элементов определяются с помощью набора щупов или мерительных микроскопов.

Результаты натурного обследования конструкций представляются в виде схем и ведомостей дефектов и повреждений, таблиц результатов обмера элементов и узлов.

Ведомости дефектов и повреждений составляются по отдельным видам конструкций (стропильные фермы, прогоны, колонны, стены и т.д.) и включают геометрические схемы конструкций с указанием сечений и маркировки элементов и узлов, таблицы с указанием места расположения, вида и количественного показателя дефекта или повреждения. В необходимых случаях ведомости дополняются эскизами элементов и узлов с дефектами и повреждениями, а также фотографиями.

7

Уточнение технологических и атмосферных нагрузок и воздействий, а также собственного веса конструкций.

При уточнении действующих на конструкции нагрузок от покрытия или полов производится вскрытие участков кровли, отбор составляющих материалов и их взвешивание.

Нагрузки от кранового оборудования принимаются по данным технических паспортов.

Собственный вес конструкций выявляется при измерении геометрических размеров элементов.

Оценка физико-механических характеристик материалов экс-

плуатируемых конструкций производиться неразрушающими методами или отбором проб с последующим испытанием в лабораторных условиях.

Анализ результатов обследования и составление технического заключения является заключительным этапом. Расчеты конструкций выполняются по действующим нормам проектирования.

Окончательная оценка технического состояния конструкций проводится на основе интегрального анализа данных обследования, расчетов результатов измерений характеристик материалов.

Предварительное назначение категорий технического состояния производится на этапе натурного обследования. Методике определения категорий посвящены лабораторные работы №2, 3, 4 и 5.

Основные характеристики состояний.

Исправное состояние (категория 1) – категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся отсутствием дефектов и повреждений, влияющих на снижение несущей способности и эксплуатационной пригодности.

Работоспособное состояние (категория 2) – категория технического состояния, при которой некоторые из численно оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта, норм и стандартов, но имеющиеся нарушения требований, например, по деформативности, а в железобетоне и по трещиностойкости, в данных конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и несущая способность конструкций, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений, обеспечивается.

Ограниченно работоспособное состояние (категория 3) – категория технического состояния конструкций, при которой имеются дефекты и повреждения, приведшие к некоторому снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, и функциониро-

8

вание конструкции возможно при контроле ее состояния, продолжительности и условий эксплуатации.

Недопустимое состояние (категория 4) – категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся снижением несущей способности и эксплуатационных характеристик, при котором существует опасность для пребывания людей и сохранности оборудования (необходимо проведение страховочных мероприятий и усиление конструкций).

Аварийное состояние (категория 5) – категория технического состо-

яния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся повреждениями, деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения (необходимо проведение срочных противоаварийных мероприятий).

Лабораторная работа № 2

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Цели работы: изучение дефектов и повреждений железобетонных конструкций, практическое выявление и классификация дефектов и повреждений, анализ влияния дефектов и повреждений на несущую способность и эксплуатационную пригодность конструкций, выявление категории технического состояния конструкции по результатам обследования.

Содержание работы

Предварительно перед проведением обследования здания или сооружения подготавливаются маркировочные схемы с расположением конструкций. На каждую конструкцию заготавливается схема, на которые будут наноситься выявленные дефекты и повреждения в виде заранее принятых условных обозначений (прил. 1). Конструкция должна быть пронумерована и привязана к осям общей схемы расположения элементов.

При проведении натурного обследования производится детальный осмотр каждой конструкции, фиксируются видимые дефекты и повреждения. Выявленные отклонения наносятся на схему конструкции в

9

пропорциях, позволяющих оценить размеры повреждений (прил. 2). Для некоторых видов повреждений размеры наносятся на схемы: ширина раскрытия трещин, величина прогиба, размеры и глубина сколов, глубина коррозионных повреждений. Определяют места с максимальными повреждениями, в которых впоследствии необходимо произвести измерения прочности бетона, величину коррозионных повреждений, раскрытия трещин.

Основные виды дефектов и повреждений железобетонных конструкций.

Дефекты изготовления, перевозки и монтажа:

снижение прочности бетона;

изменение величины защитного слоя бетона;

отклонения в геометрических размерах конструкций;

смещение положения закладных деталей;

изменение армирования от проектного решения;

сколы бетона;

технологические и усадочные трещины;

пустоты в бетоне при бетонировании;

уменьшение площадки опирания сборных конструкций;

отклонения в положении конструкций при монтаже;

отсутствие соединения при сварке закладных деталей.

Повреждения, вызванные перегрузкой конструкций, из-за проектных

ошибок или изменения условий эксплуатации:

нормальные и наклонные трещины в сечениях с максимальными усилиями (силовые трещины);

трещины в опорной части предварительно напряженных конструкций, свидетельствующие о продергивании арматуры;

прогиб или отклонение от вертикали;

разрушение бетона сжатой зоны. Горизонтальные трещины в сжатой зоне. Отслоение лещадок бетона в сжатой зоне в наиболее опасном сечении элемента.

Повреждения от условий эксплуатации:

коррозия арматуры. признаки: проступание арматуры, коррозионные трещины вдоль арматуры, отслоение и разрушение защитного слоя бетона, уменьшение диаметра стержней;

трещины и сколы от механических воздействий;

коррозия бетона;

замачивание и увлажнение конструкций;