Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основы обследования технического состояния зданий и сооружений. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 126 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

- растрескивание или шелушение растворной части, нарушение ее

связи с крупным заполнителем бетона, снижение прочности бетона;

- появление на поверхности бетона высолов;

- потеря бетоном прочности в результате его пересушивания,

длительного воздействия машинного масла и т.п.;

- расстройство стыков подкрановых балок и частичное разрушение

их полок и ребер;

- нарушение температурных швов и элементов их конструкций;

- вибрация конструкций;

- биоповреждения конструкций;

- разрушение защитных и декоративных покрытий;

- механические повреждения от нарушения правил эксплуатации -

пробивка отверстий, проемов с обнажением и вырезкой арматуры и механическим повреждением бетона, обнажение арматуры для крепления оборудования, образование трещин и сколов бетона от ударов при перемещениях грузов и при работе оборудования.

2.5.2. Признаки аварийного состояния железобетонных конструкций

Предельное состояние по прочности в сечении сжатых, сжато-

изогнутых и изгибаемых железобетонных элементов наступает, когда деформации в наиболее сжатых волокнах достигают предельных значений. Это считается разрушением сечения элемента. В полностью растянутых сечениях предельное состояние наступает тогда, когда напряжение в арматуре достигает расчётных сопротивлений арматуры растяжению.

В статически определимых изгибаемых, внецентренно сжатых и

внецентренно растянутых элементах при больших эксцентриситетах достижение напряжений в растянутой арматуре значений расчётных сопротивлений (физического или условного предела текучести) неминуемо приведёт к разрушению сечения элемента при небольшом увеличении нагрузки.

В статически неопределимых элементах в этом случае произойдёт

образование пластического шарнира, что вызовет перераспределение усилий между опорными и пролётными сечениями элемента.

Отсюда можно сделать вывод, что появление текучести в растянутой арматуре статически определимых элементов является аварийным состоянием. В статически неопределимых конструкциях предельное состояние наступает тогда, когда начнёт разрушаться сжатая зона бетона. О достижении растянутой арматурой предела текучести можно судить по ширине раскрытия трещин на уровне арматуры.

Если пренебречь растяжимостью бетона, то раскрытие трещин будет равно абсолютному удлинению арматуры на участке между трещинами.

Для арматуры с физическим пределом текучести относительные её деформации при достижении предела текучести 



будут: из стали класса А240 (A-I) - 0,0011; А300 (А-II) - 0,0019; А400 (А-Ш) - 0,0028; А500С - 0,0030.

Для арматуры, не имеющей физического предела текучести,

относительные деформации при достижении условного предела текучести составляют: из стали класса А600 (A-IV) - 0,0032; А800 (A-V)

- 0,0037; А1000 (A-VI) - 0,004; Вр1200...Вр1500 (Вр-II) - 0,0048; К1400, К1500 (К-7) - 0,0037.

При таком подходе к решению поставленной задачи раскрытие

трещин, соответствующее достижению предела текучести в арматуре, можно представить в виде табл. 2.2.

Таблица 2.2

Раскрытие трещин 



при достижении в арматуре предела

текучести, мм

Класс арматурной стали

Расстояние между трещинами 



, мм

100

150

200

250

А240 (A-I)

0,06

0,1

0,2

0,3

A300 (A-II)

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

A400 (A-III)

0,1

0,2

0,4

0,5

0,6

A500C

0,15

0,3

0,4

0,6

0,8

A600 (A-IV)

0,2

0,3

0,4

0,6

0,7

A800 (A-V)

0,2

0,3

0,5

0,7

0,8

A1000 (A-VI)

0,2

0,4

0,6

0,9

1,1

Bp1200…Bp1500 (B-II)

0,2

0,4

0,6

0,9

1,1

Bp1200…Bp1500 (Bp-II)

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

K1400, K1500 (K-7)

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Таким образом, чтобы судить о том, достигла ли арматура предела текучести, нужно знать не только раскрытие трещин, но и расстояние между ними. Следует обратить внимание на то, что при малых расстояниях между трещинами текучесть в арматуре будет наблюдаться при раскрытии трещин значительно меньше, чем предусмотрено в нормативных документах из условия сохранности арматуры от коррозии.

При выяснении вопроса о достижении предела текучести в поперечной арматуре (поперечных стержнях, хомутах), учитывая, что наклонные трещины обычно располагаются под углом 45° к оси элемента, значение раскрытия трещин в табл. 2.2 следует умножить на коэффициент 0,7. За расстояние между трещинами в этом случае следует принимать расстояние по перпендикуляру к оси элемента между двумя соседними трещинами или (если трещина одна) длину поперечного стержня.

О достижении предельных деформаций в сжатой зоне бетона судят по появлению трещин, параллельных оси элемента, и отслоению в этой зоне лещадок.

Если наклонная трещина у свободной опоры элемента выходит на растянутую грань и раскрытие трещины превысило 0,5 мм, то это свидетельствует о том, что произошло продергивание продольной арматуры на опоре. Если одновременно появились продольные трещины в бетоне над концом наклонной трещины, то наступило аварийное состояние конструкции в связи с ее разрушением по наклонному сечению.

Трещины в бетоне вдоль продольной растянутой арматуры могут образоваться по следующим причинам:

- коррозия арматуры, сопровождающаяся увеличением сс диаметра;

- выпрямление арматурных стержней, первоначально имеющих

изгиб;

- продергивание арматуры на свободной опоре.

Во всех трех случаях нарушается сцепление арматуры с бетоном, что увеличивает деформатнвностъ элемента и снижает его несущую способность. Об аварийном состоянии элемента можно говорить в том случае, если при этом раскрытие нормальных и наклонных трещин превышает указанные в табл. 2.2 и имеются продольные трещины с образованием лещадок в сжатой зоне бетона.

При коррозии высокопрочной арматуры в предварительно напряженных железобетонных конструкциях появляется опасность внезапного хрупкого разрушения конструкции из-за обрыва арматуры. Поэтому наличие коррозии, высокопрочной арматуры является признаком аварийного состояния конструкции.

Продольные трещины вдоль сжатой арматуры свидетельствуют о том, что произошла коррозия арматуры, или её стержни начали терять устойчивость из-за чрезмерно большого расстояния между поперечной арматурой. В обоих случаях происходит снижение несущей способности элемента не только за счет изменения усилий, воспринимаемых сжатой арматурой, но и за счет уменьшения сжатой зоны бетона. Такое состояние является аварийным.

Наличие трещин в консоли колонны обычно является признаком большой перегрузки консоли и грозит обрушением конструкции, опирающейся на нее. Поэтому колонна с трещинами в консолях является аварийной. Отклонение колонны от вертикали, допущенное в процессе монтажа, не всегда служит показателем ее неудовлетворительной работы. При надежной связи отклонившейся колонны с перекрытиями и хорошим омоноличиванием последних ее деформация в горизонтальном

направлении возможна только при деформации всего температурноусадочного блока, т. с. дополнительное усилие от наклона колонны будет распределяться между всеми колоннами температурно-усадочного блока.

Если же отклонение колонны от вертикали произошло в процессе эксплуатации здания и сопровождается неравномерной осадкой фундаментов, то это может свидетельствовать о приближении аварии здания и требует немедленной оценки состояния всех примыкающих к отклоненной колонне конструкций. Нарушение, целостности стыков сопряженных элементов является признаком аварийного состояния отклонившейся конструкции и элементов, опирающихся на нее.

В результате механических ударов по поверхности конструкции могут произойти местные повреждения бетона и арматуры. Сколы бетона наиболее опасны в сжатой зоне элемента. При ударе возможны повреждения арматуры в виде ее деформации или уменьшения размеров поперечного сечения.

При воздействии агрессивной среды происходит изменение прочности бетона. местное его разрушение, коррозия арматуры.

Если при повреждении железобетонных конструкций появляются рассмотренные выше признаки, свидетельствующие о большой их перегрузке (трещины, отслоение лещадок в сжатой зоне элементов и др.), то поврежденные конструкции следует считать аварийными.

В некоторой технической литературе предлагается относительный прогиб обычных изгибаемых железобетонных элементов, превышающий 1/150-1/50 пролета, считать признаком аварийного состояния конструкции.

Однако сам по себе большой прогиб железобетонных элементов свидетельствует лишь об их малой изгибной жесткости.

Установлено, что достижение предельного состояния первой группы в нормальном сечении может происходить при значениях относительных прогибов, заметно отличающихся от 1/150 как в одну, так и в другую сторону. Таким образом, для использования критерия относительного прогиба железобетонных конструкций при установлении их аварийного состояния следует производить каждый раз расчет значения относительного прогиба исходя из конкретных условий (пролета и схемы изгибаемого элемента, классов бетона и арматуры, коэффициента армирования).

В ряде случаев, когда нет видимых признаков перегрузки железобетонных конструкций, они могут находиться в предаварийном состоянии. Это бывает тогда, когда не обеспечивается устойчивость конструкции.

2.5.3. Связь различных дефектов и повреждений с техническим состоянием железобетонных конструкций

Связь основных встречающихся дефектов и повреждений с

техническим состоянием железобетонных конструкций представлена в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Основные дефекты и повреждения железобетонных конструкций и

их влияние на техническое состояние

№ п/п

Вид дефектов и повреждений

Влияние дефектов и повреждений на категорию технического состояния

Возможные причины появления

2 3 4

Волосяные трещины вдоль арматуры, следы ржавчины на поверхности бетона

Ограниченно-работоспособное

а) Коррозия арматуры (слой коррозии не более 0,5 мм) при потере бетоном защитных свойств (например, при карбонизации) б) Раскалывание бетона при нарушении сцепления с арматурой

Сколы бетона в сжатой зоне

Ограниченно-работоспособное

Механические воздействия

Промасливание бетона

Аварийное техническое состояние определяют по результатам расчетов и оценки влияния дефектов на работу конструкции

Технологические протечки

Трещины вдоль арматурных стержней не более 3 мм

Ограниченно-работоспособное

техническое состояние при снижении несущей способности при обосновании расчетами отсутствия опасности разрушения или потери несущей способности или устойчивости конструкции. При расположении на опорных участках состояние конструкций аварийное

Развиваются в результате коррозии арматуры из волосяных трещин (см. пункт 1 настоящей таблицы). Толщина продуктов коррозии не более 3 мм

Отслоение защитного слоя бетона

Ограниченно-работоспособное

техническое состояние при снижении несущей способности при обосновании расчетами отсутствия опасности разрушения или потери несущей способности или устойчивости конструкции. При расположении дефектов на опорном участке состояние конструкций аварийное

Коррозия арматуры (дальнейшее развитие дефектов, см. пункты 1 и 4 настоящей таблицы)

Окончание табл. 2.3

2 3 4

Нормальные трещины в изгибаемых конструкциях и растянутых элементах конструкций шириной раскрытия для стали классов: А240 - более 0,5 мм; А300, А400, А500, А600 более 0,4 мм; в остальных случаях более 0,3 мм

Ограниченно-работоспособное

Перегрузка конструкций, смещение растянутой арматуры. Для преднапряженных конструкций - малое значение натяжения арматуры при изготовлении

То же, что в пункте 6 настоящей таблицы, но имеются трещины с разветвленными концами

Аварийное техническое состояние обосновывается результатами расчетов с учетом наличия трещин

Перегрузка конструкций в результате снижения прочности бетона или нарушения сцепления арматуры с бетоном

Наклонные трещины со смещением участков бетона относительно друг друга и наклонные трещины, пересекающие арматуру

Аварийное техническое состояние

Перегрузка конструкций. Нарушение анкеровки арматуры

Относительные прогибы, превышающие:

- для преднапряженных стропильных ферм -

1/700;

- преднапряженных стропильных балок 1/300;

- плит перекрытий и покрытий - 1/150

Аварийное техническое состояние обосновывается результатами расчетов с учетом выявленных прогибов

Перегрузка конструкций

Повреждение арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы и т. п.)

Ограниченно-работоспособное

Механические воздействия, коррозия арматуры

Выпучивание сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны

Аварийное техническое состояние

Перегрузка конструкций

Уменьшение площадок опирания конструкций по сравнению с проектными

Аварийное техническое состояние обосновывается результатами расчетов с учетом выявленных отклонений

Ошибки при изготовлении и монтаже

Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне наклонных трещин

Аварийное техническое состояние

Перегрузка конструкций

Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, деформации соединительных элементов, расстройство стыков

Аварийное техническое состояние

Наличие воздействий, не предусмотренных при проектировании

2.5.4. Дефекты и повреждения каменных конструкций

Применительно к каменным конструкциям дефекты и повреждения

можно классифицировать по следующим причинам происхождения:

- ошибки проектирования: неправильный учет действующих

нагрузок (перегрузки в результате накапливания снега, наледи, производственной пыли и др.); неудачное конструктивное решение узлов сопряжения; потеря устойчивости из-за недостаточного количества связей; неучтенный эксцентриситет приложения нагрузки; неполная информация по инженерно-геологической оценке грунтов основания; неудачный выбор материалов кладки; отсутствие гидроизоляции конструкций; неправильный учёт температурно-влажностных условий; отсутствие или неправильно выполненные деформационные швы; отсутствие анкеровки стен из каменной кладки; отсутствие указаний в проектах по производству каменных работ в зимнее время; неправильный расчёт и конструирование;

- низкое качество материалов: искривление граней кирпича или

камней; некачественный обжиг кирпича; отклонения в размерах; трещиноватость кирпича; низкая морозостойкость камней, кирпича и раствора; снижение марок кирпича, камней и раствора против проектных требований;

- низкое качество выполнения работ: нарушение горизонтальности,

толщины и правил перевязки швов; отклонение несущих стен и столбов от вертикали; отсутствие связей или их недостаточное количество в многослойных стенах;

- неудовлетворительные условия эксплуатации: замачивание,

попеременное замораживание и оттаивание при увлажнении, агрессивное воздействие окружающей среды;

- неравномерные осадки оснований под фундаментами стен и

столбов, вызванные недостаточным изучением инженерногеологических и гидрологических изысканий, нарушением технологии производства земляных и строительных работ, ошибками на стадии проектирования объекта, нарушением норм и правил технической эксплуатации здания.

По видам дефекты и повреждения каменных конструкций можно

классифицировать следующим образом:

- повреждения, вызванные деформациями стен;

- повреждения, вызванные отколами, раковинами, выбоинами и

другими нарушениями сплошности;

- повреждения, связанные с увлажнениями и возможными

обмерзаниями кладки стен;

- повреждения защитных и отделочных слоев каменной кладки;

- повреждения, вызванные нарушением основного материала стен в

виде трещин в камне, расслоения кладки, структурных и химических изменений в камне и растворе;

Наряду с отмеченными выше несовершенствами зданий с

каменными конструкциями необходимо указать ещё на такие как:

- применение в кладке стен разнородных по прочности и

долговечности материалов;

- устройство облицовки кирпичной кладки камнем или

керамической плиткой на цементно-песчаном растворе, что приводит к разрушению стеновой конструкции, так как указанные материалы являются более жёсткими, чем кладка из керамического и, особенно, силикатного кирпича. Деформация кладки стены и облицовки происходит в значительной части за счёт швов. Раствор швов составляет 15 - 18% объёма кирпичной стены, а в кладке облицовки только 3 - 5 %. Поэтому с течением времени по мере деформации кладки нагрузку на себя принимает облицовка, что приводит к её отслоению. В зданиях постройки 40-60-х годов прошлого века часто применяли стены из керамического кирпича или камней с облицовкой силикатным кирпичом. Вследствие различий в деформационных характеристиках указанных материалов это приводило к образованию трещин в стенах зданий;

- применение цементной штукатурки и облицовочной плитки

снаружи стен здания, которые становятся преградой на пути перемещения водяных паров из помещения наружу. При этом пары в холодный период года конденсируются в слоях стены, прилегающих к штукатурке или облицовке, что при многократном замерзании вызывает отслоение штукатурного слоя или облицовки. Особенно остро данная проблема возникает в стенах с повышенной влажностью помещений: в банях, прачечных, бумажных производствах и т.п. Для таких зданий эффективным решением является применение стен с вентилируемым зазором;

- применение при проектировании каменных конструкций

нескольких марок кирпича и раствора. В реальных условиях строительной площадки трудно проследить за производством работ по кладке стен из кирпича и раствора разных марок. Более целесообразным в этом случае является применение для повышения прочности кладки сетчатого армирования;

- отсутствие или низкое качество гидроизоляции, в результате чего

происходит подъём капиллярной влаги с образованием сырости в помещениях, а также применение неморозостойких материалов в кладке цоколя стен, что приводит к его разрушению. Поэтому в стенах,

соприкасающихся с землёй всегда необходимо устраивать вертикальную гидроизоляцию, а на уровне земли горизонтальную гидроизоляцию кладки;

- отсутствие надёжной защиты выступающих частей элементов

каменных конструкций (парапетов, карнизов, цоколей, поясов и т.п.) от воздействия атмосферных осадков;

- неправильный учёт температурных деформаций стен зданий из

каменной кладки, что приводят к образованию в них трещин. Трещины возникают из-за больших перепадов температур также при плохой теплоизоляции покрытия здания. В этом случае подвижка покрытия от температуры приводит к образованию трещин в кладках верхнего этажа. При этом торцовые стены будут отрываться от продольных, а трещины в кладке могут достигать нескольких сантиметров. Для устранения этого необходимо в проектах предусматривать зазоры между торцами плит покрытия и кладкой стен и укладку под опорами плит прокладок из рубероида для уменьшения трения во время температурных деформаций. Трещины в каменных стенах часто возникают при сезонных перепадах температуры воздуха в местах оконных и дверных проёмов из-за использования стальных или железобетонных перемычек. Коэффициент линейного расширения железобетона и стали примерно в два раза выше чем у каменной кладки. В результате этого в каменной кладке при пролётах перемычек около 3 м в наружных стенах образуются трещины, возникающие у концов перемычек и заходящие в кладку простенков. Для устранения образования этих трещин выше и ниже опор перемычек рекомендуется предусматривать сетчатое армирование. В местах концов протяжённых стальных и железобетонных включений рекомендуется устраивать деформационные швы. По этой же причине устройство монолитных железобетонных или стальных обвязочных поясов может вызвать образование трещин в стенах. В этом случае более рациональным для каменной кладки может быть применение армокаменных поясов, обладающих прочностными свойствами и не требующих ухода при изготовлении. Отсутствие или неправильное выполнение температурноусадочных и деформационных швов может повлечь образование сквозных трещин с раскрытием до нескольких сантиметров.

- не предусмотрен зазор не менее 2 см между элементами

перекрытий и располагаемыми под ними перегородками, который заполняется деформируемым материалом. Указанный зазор обеспечивает свободную деформацию перекрытия без передачи давления от перекрытия на перегородку;

- неправильно запроектированное или выполненное опирание балок

(ригелей) перекрытий на стены или столбы. Особенно опасно

неправильно выполненное опирание балок или ферм на пилястры, когда опорные подушки под балками не заделываются в стены, а пилястры не имеют достаточной связи со стеной. Опирание стальных или железобетонных балок непосредственно на кладку без подушек может повлечь образование трещин в кладке в месте опирания балок от местного сжатия. Иногда при проектировании забывают осуществлять анкеровку кирпичных стен и столбов к перекрытиям и покрытиям.

Методы возможного устранения дефектов и повреждений каменной

кладки предполагают:

- восстановление, путем выполнения различных растворных

инъекций и штукатурки;

- усиление, путем устройства обойм, шпонок; установкой скоб и

стяжек, разгрузочных поясов.

2.5.5. Признаки аварийного состояния каменных конструкций

Наступление аварийного состояния каменной кладки в связи с её перегрузкой соответствует третьей стадии её напряженно деформированного состояния. Эта стадия характеризуется появлением часто расположенных вертикальных трещин, имеющих небольшое раскрытие и проходящих через вертикальные швы кладки и несколько рядов камня. Трещины, выходящие на наружную поверхность каменного элемента, обычно сопровождаются внутренним расслоением кладки. Это можно установить при простукивании каменного элемента. Если есть его внутреннее расслоение, то при ударе по поверхности кладки слышен глухой звук, кладка при этом «бухтит».

Внутреннее расслоение кладки часто приводит к вынучиванию наружной версты кладки.

Следует считать недопустимым отклонение от вертикали элемента каменной кладки более чем на 1/3 высоты сечения элемента. При учете этих рекомендаций следует иметь в виду, что если отклонение от вертикали допущено при выполнении кладки, то горизонтальная составляющая усилия, возникающая от этого отклонения, будет гаситься связью отклонившегося элемента с другими участками кладки и перекрытиями. При таком отклонении от вертикали каменного элемента следует произвести его расчет с учетом связи с примыкающими элементами кладки и перекрытиями. Если расчет покажет удовлетворительное состояние кладки, то не появится оснований считать такой элемент аварийным.

При отклонении участков стены или столба от вертикали с отрывом их от соседних элементов стен, вызванным неравномерной осадкой фундаментов, в случае, когда стабилизации осадки не произошло,

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 126 7 8 9 10 11 12 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]