35.Характеристики материалов, параметры при обследовании зданий

При обследовании делаем обмерные работы (пролет, шаг) и параллельно замер геометрических размеров сечения, определение дефектов и повреждений. Смотреть на вертикальность и соосность конструкций.

Детальное обследование выполняется с целью уточнения исходных данных, необходимых для выполнения поверочных расчетов и оценки технического состояния конструкции.

Если у конструкции отсутствуют дефекты и повреждения, прогиб и ширина раскрытия трещин не превышают допустимые, размеры сечения и армирование отвечают проектным, прочность бетона и арматуры – не ниже проектных, то детальное обследование такой конструкции может не производиться.

При детальном обследовании ЖБК определяют:

• прочность бетона;

• вид и прочностные свойства арматуры, степень коррозии арматуры, закладных деталей и сварных швов узловых соединений;

• геометрические размеры, армирование и толщину защитного слоя бетона;

• дефекты и повреждения;

• глубину нейтрализации бетона защитного слоя;

• ширину раскрытия трещин в бетоне;

• прогиб конструкции;

• фактические нагрузки и эксплуатационные воздействия;

• фактические расчетные схемы конструкций.

При детальном обследовании отбираются образцы бетона и арматуры для проведения физико-механических и физико-химических исследований в лабораторных условиях. Места отбора проб в наименее напряженных зонах, чтобы прочность конструкции была обеспечена с учетом ослабления, или предусматривают усиление в процессе отбора образцов приваркой к арматуре равнопрочных накладок и последующим обетонированием. В результате химического анализа устанавливают марку стали. При этом определяют содержание в стали углерода, марганца, кремния, серы и фосфора.

Прочность бетона может определяться как неразрушающими, так и разрушающими методами: методом пластической деформации и упругого отскока, ультразвуковым методом, методом отрыва со скалыванием, методом скалывания ребра конструкции, методом отрыва, испытанием выбуренных или выпиленных образцов.

Фактическую прочность в зависимости от состояния бетона для группы однотипных конструкций, одной конструкции или отдельной ее зоны определяют из среднего значения (ускоренная оценка) или при достаточном количестве испытаний из среднего значения и коэффициента вариации прочности(статистическая оценка) конкретных испытаний бетона.

Среднее значение прочности бетона вычисляется как среднее арифметическое результатов конкретных испытаний бетона

. (2.3)

При ускоренной оценке прочности бетона, исходя из средней прочности, должно выполняться условие

, (2.4)

где – коэффициент, учитывающий объем испытаний.

Если условие (2.4) не выполняется, рекомендуется увеличить количество испытаний или исключить из расчета максимальную прочность.

При достаточном для статистической оценки прочности бетона объеме испытаний, кроме среднего значения прочности вычисляется среднеквадратичное отклонение

• . (2.5)

Гарантированная прочность бетона на сжатие определяется по формуле

, (2.6)

где – коэффициент, учитывающий число единиц прочности бетона.

Нормативное сопротивление бетона, соответствующее цилиндрической или призменной прочности, вычисляется с учетом переходного коэффициента

. (2.7)

Тогда условный класс бетона по прочности на сжатие записывается следующим образом:

• для тяжелых и мелкозернистых – ;

• для легких –

При этом условный класс бетона по прочности на сжатие может не совпадать с параметрическим рядом установленных классов бетона, например: ,,и т.д.

Наличие, количество и расположение арматуры, толщина защитного слоя определяются магнитным методом с помощью приборов типа ИЗС, «Ferroscan», радиографическим методом с применением малогабаритных бетатронов ПМБ-6 и МИБ-4 или путем вскрытия.

Глубину нейтрализации бетона защитного слоя устанавливают путем его скалывания в заданном месте, смачивания свежеобразованной поверхности скола 0,1 %-ным спиртовым раствором фенолфталеина или тимолфталеина и измерением толщины бесцветного участка.

Ширину раскрытия трещин на уровне центра тяжести растянутой арматуры определяют не менее чем в трех местах по длине конструкции, включая место максимального раскрытия, с помощью переносных отсчетных микроскопов, измерительных луп.

Геометрические размеры, прогибы конструкции, отклонения от проектного положения определяются с использованием измерительного инструмента (рулетка, шаблон, штангенциркуль, прогибомер, нивелир, теодолит).

Площадь поперечного сечения арматуры конструкции определяют с учетом фактического уменьшения в результате коррозии. Степень коррозии арматуры характеризуется глубиной и площадью поражений (сплошная, пятнами

Оценка состояния открытых закладных деталей выполняется визуально: определяют вид стыка и его параметры, фактическую длину и толщину сварного шва, их соответствие проекту.

Каменная кладка — неоднородным материалом. Она состоит из отдельных камней, находящихся под воздействием нагрузки в условиях сложного напряженно-деформированного состояния, которые объединены слоем раствора. Поэтому прочность и деформативность каменной кладки зависит от многих факторов: вида и прочности камня, прочности раствора, вида напряженного состояния, качества выполненной кладки (заполнения, толщины и необходимой перевязки швов, соблюдение горизонтальности рядов) и др. Методика определения непосредственно прочности каменной кладки эксплуатируемых конструкций отсутствует, поэтому прочность определяется косвенно по характеристикам камней и раствора.

Расчетное сопротивление каменной кладки для поверочных расчетов определяется исходя из марки кирпича М и марки раствора М (при выполнении расчетов по проектным данным) или из условной марки кирпича и условной марки раствора(при выполнении поверочных расчетов по результатам испытаний) поСНиП II-22-81 с учетом коэффициентов условий работы. Для промежуточных значений условных марок кирпича и раствора, отличающихся от значений параметрического ряда, расчетное значение каменной кладки определяется линейной интерполяцией.

Условная марка кирпича определяется по результатам испытания – не менее 5 образцов-двоек при сжатии и не менее 5 образцов при изгибе в соответствии с требованиями ГОСТ 8462-85. Допускается определять прочность кирпича при сжатии на образцах-цилиндрах диаметром 50 мм, высверленных из кирпича кладки, или ультразвуковым методом. Значения предела прочности кирпича при сжатии R_сж, изгибе R_изг и среднее определяются по формулам:

, ,,

где – разрушающее усилие,– площадь поперечного сечения образца-двойки,– расстояние между опорами при испытании кирпича на изгиб;– ширина и высота поперечного сечения кирпича,– количество испытаний.

Условная марка раствора устанавливается по результатам испытания не менее 5 образцов-кубов с ребром 30…40 мм, изготовленных из двух пластинок раствора, отобранных из горизонтальных швов кладки и склеенных гипсовым тестом. Условная марка определяется как среднее значение, умноженное на коэффициент 0,7.

Оценка качества материалов эксплуатируемых металлических конструкций может производиться:

• по проектным данным (рабочим чертежам КМ и КМД, сертификатам качества металла, электродов и т. п.),

• по результатам испытаний (натурных, лабораторных).

При испытании металла определяют следующие характеристики:

• марку стали, способ выплавки и степень раскисления;

• механические свойства: предел текучести, временное сопротивление и относительное удлинение при испытании стали на растяжение, ударную вязкость для температур, соответствующих группе конструкций;

• химический состав (для малоуглеродистой стали – содержание углерода, марганца, кремния, серы и фосфора, а для низколегированной стали, кроме того, содержание легирующих добавок).

Образцы для испытаний должны быть вырезаны из мест с наименьшими напряжениями, где не произошли пластические деформации и не образовался наклеп, вдоль проката (из сортового и фасонного металлопроката) или поперек проката (из листового и широкополосного металлопроката) и иметь размеры не менее 50 мм  20d (d – толщина проката).

Допускается не производить испытания металла для конструкций, напряжения в которых не будут превышать 165 МПа при расчетных температурах выше минус 30°С. При этом конструкция должна находиться в эксплуатации не менее 3-х лет.

Расчетное сопротивление стали для поверочных расчетов по проектным данным конструкций, изготовленных после 1982 г., определяется по СНиП II-23-81*. При расчетах по проектным данным для конструкций более раннего срока изготовления, а также при расчетах конструкций по результатам испытаний металла расчетное сопротивление стали принимается исходя из нормативного сопротивления и коэффициента надежности по материалу в соответствии с табл.

Растяжение, сжатие и изгиб	по пределу текучести
	повременному сопротивлению
Сдвиг
Смятие торцевой поверхности

Нормативное значение предела текучести или временного сопротивления определяется:

• по результатам статистической обработки испытаний (при достаточном их количестве);

• по минимальному значению характеристик, указанных в СТБ (ГОСТ, ТУ) на сталь (если результаты испытаний удовлетворяют этим требованиям);

• по минимальному значению, полученному при испытании (если результаты испытаний не удовлетворяют требованиям СТБ (ГОСТ, ТУ).

Коэффициент надежности по материалу принимается равным для рассчитываемых с использованием расчетного сопротивления стальных конструкций, изготовленных:

• до 1932 г ;

• с 1932 г. до 1982 г. при ;

при ;

• после 1982 г– поСНиП II-23-81*

Коэффициент надежности по материалу для конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетного сопротивления , принимается равным .

Для элементов, имеющих коррозионный износ с потерей более 25 % площади поперечного сечения или остаточную после коррозии толщину 5 мм и менее, расчетные сопротивления снижают путем умножения на коэффициент , равный для среды:

• слабоагрессивной – 0,95,

• среднеагрессивной – 0,9,

• сильноагрессивной – 0,85.

Расчетные сопротивления сварных соединений эксплуатируемых конструкций принимаютпо [11] с учетом марки стали, сварочных материалов, вида сварки и положения шва и способов их контроля по проектным данным или исходя из нормативных значений по результатам статистической обработки испытаний.

При отсутствии проектных данных допускается принимать:

• для угловых швов – ,,,,при;

• для растянутых стыковых швов, изготовленных:

  • до 1972 г. – ,

  • после 1972 г. – ,

где– расчетное сопротивление основного металла.

Расчетное сопротивление срезу и растяжению болтов при наличии проектных данных следует принимать по СНиП II-23-81* или по результатам испытания на растяжение (при этом расчетное сопротивление срезу принимают равным). Если отсутствуют проектные данные и невозможно установить класс прочности болтов, то их расчетные сопротивления принимают равными:

• на растяжение – ;

• на срез – .

Расчетные сопротивления древесины можно установить:

• по сорту, породе и виду напряженного состояния

• путем испытаний.

Испытания проводятся неразрушающими методами (ультразвуковым методом, методом пластических деформаций – по отпечатку при падении шарика диаметром 25 мм с высоты 0,5 м с использованием градуировочных зависимостей) или с помощью вырезанных образцов на сжатие, растяжение и изгиб.

Расчетное сопротивление древесины вычисляют из нормативного с учетом коэффициента надежности по материалуи коэффициента, учитывающего сортность древесины.

. (7.1)

Нормативное сопротивление древесины определяется для чистых от пороков участков при влажности 12 % с учетом статистической изменчивости по формуле

, (7.2)

где – соответственно среднее арифметическое значение предела прочности, среднее квадратическое отклонение, – коэффициент учета количества испытаний древесины.

Если испытания древесины производятся при иной влажности, предел прочности приводят к пределу прочности древесины влажностью12 % по формулам:

• –при влажности древесины меньше предела гигроскопичности ();

• –в ином случае, где коэффициент – при сжатии вдоль волокон,– при изгибе;– для бука, сосны,– для дуба, липы, ольхи,– для березы и лиственницы.

Расчетное сопротивление древесины для поверочных расчетов, вычисленное по формуле (7.1) по результатам испытаний, не должно превышать значений, приведенных в ТКП 45–5.05–146–2009.

К расчетному сопротивлению древесины конкретного сооружения, установленного по испытаниям или проектным данным, вводят коэффициент надежности по назначению