сборник докладов. 1МССФ-2020 том 2. Кафедра строительства и городского хозяйства v международный студенческий строительный форум 2020 Белгород, 26 ноября 2020 г Том 2 Сборник докладов Белгород 2020
 Скачать 4.55 Mb.
|
|
Соложеницын А.Ю., магистрант Научный руководитель канд. техн. наук, доцент Солодов Н.В. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, Россия РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ АДМИНИСТРАТИВНО-БЫТОВОГО ЗДАНИЯ Обследованное здания введено в эксплуатацию в 1977 г. и имеет административно-бытовое назначение. Объемно-планировочное решение включает четыре объема коридоры и помещения трех этажей две лестничных клетки у торцов здания помещения санитарно-технического назначения и помещение теплового узла приямок как продолжение объема одной из лестничных клеток. Кровля плоская, совмещенная. Основу конструктивной схемы здания составляют внутренние и наружные, продольные и поперечные, несущие и самонесущие стены из силикатного кирпича. Общую пространственную жесткость зданию придает совместная работа стен и дисков перекрытий и покрытий, а также элементы лестничных клеток. Материалами натурного обследования здания установлено следующее. Стены здания выполнены из силикатного кирпича. При обследовании зафиксировано использование в стенах как полнотелого, таки пустотелого кирпича. Кладка выполнена на цементно-песчаном растворе. В целом кладка стен имеет перевязку швов. Однако, в ряде случаев примыкание стены к кирпичным столбам, закладка оконных проемов с целью уменьшения их размеров и т. п) перевязка швов не обеспечена. Примыкание продольной стены по оси Б к торцовым стенам выполнено посредством вертикальной штробы, что является нарушением нормативных требований. Имеет место превышение допустимых отклонений поверхности стен от вертикали. Так, вкладке стен лестничных клеток фактическая величина отклонений составляет более 1 см. на 1 метр высоты (в пределах третьего этажа. 81 Толщина вертикальных и горизонтальных швов кладки превышает, в ряде случаев – значительно, установленную нормами. Плотность заполнения раствором вертикальных и горизонтальных швов в целом удовлетворительная [1]. В стенах при обследовании не обнаружено трещин силового происхождения. В торцовых стенах по осями, вблизи примыкания их к продольной стене по оси А, имеются трещины вкладке. Трещины располагаются в нижней части торцовых стен и имеют ширину раскрытия до 5 мм. Рисунок 1. Примыкание продольной стены по оси А к торцовым по осями Кладка столбов на третьем этаже армирована, арматура значительно повреждена коррозией. Кладка цокольных участков стен выполнена из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе. На период обследования значительные участки наружных и внутренних стен находились в состоянии замачивания из-за протечек кровли. Очевидно, что замачивание проходило в течение длительного времени, вовсе периоды года, включая зиму. Об этом свидетельствует состояние кладки с разрушением кирпича и раствора швов на значительную, до нескольких сантиметров, глубину. Прежде всего это относится к кладке кирпичных свесов стены оси В, к кладке цоколя и некоторых подоконных участков кладки. Деструкция каменной кладки происходила вследствие циклического замораживания – оттаивания в насыщенном водой состоянии. Для перекрытия оконных и дверных проемов в стенах применены сборные железобетонные перемычки. Глубина опирания перемычек достаточна, признаков перегрузки перемычек, трещин в них, при обследовании не обнаружено. 82 Рисунок 2. Трещина вкладке торцовой стены по оси 7 со стороны оси А Перекрытия и покрытия здания выполнены из сборных железобетонных многопустотных плит, опирающихся на продольные несущие стены. Признаков перегрузки плит, нормальных трещин в растянутой зоне, чрезмерных прогибов в плитах при обследовании не обнаружено. Глубина опирания плит на стены достаточна. Вместе стем, при обследовании установлено наличие ряда дефектов, повреждений и неблагоприятных факторов, отрицательно влияющих на надежность и долговечность плит покрытия и перекрытий. К их числу относятся - швы между плитами не заполнены раствором, что снижает жесткость диска перекрытия на сдвиг - плиты подвержены обильному замачиванию (особенно плиты покрытия и перекрытия над вторым этажом, что привело к появлению высолов на потолочных поверхностях плит и коррозии бетона - имеются, пока незначительные, отслоения бетона защитного слоя в плитах покрытия и оголение арматуры сеток - на арматурных стержнях в местах отслоения защитного слоя имеются продукты коррозии стали, пока незначительно уменьшающее диаметр стержней сеток конструктивного армирования плит покрытия - в двух местах в плитах перекрытий над первыми вторым этажами проделаны отверстия с размерами сторон дом и вырезом продольной рабочей арматуры для пропуска вертикальных воздуховодов системы кондиционирования с первого на второй и третий этажи. В плитах у оси 7 отверстия расположены в средней части пролета плиты, у оси В – на приопорных участках - при монтаже плит допущены перепады отметок плит на опорах, что привело к неровностям потолочных поверхностей плит и отклонению от горизонтали [2]. 83 Сборные железобетонные балки покрытия имеют пролет 6 ми высоту сечения 600 мм. Балка имеет тавровое сечение с полкой вверху. Ширина полки 250 мм, высота – 120 мм, толщина стенки – 100 мм. Глубина опирания балок на столбы достаточна. Вместе стем, в столбах отсутствуют распределительные бетонные подушки для опирания балок. Их роль выполняют стальные пластины толщиной 20 мм. Балка, как и стена, по оси Б, подвержена замачиванию. Обнаружена коррозия опорной пластины и, видимо, сварных швов, что снижает надежность крепления балок на опорах и их закрепление в проектном положении. Прочность бетона балок покрытия соответствует проектной ММ. Таким образом, вскрытием фундаментов установлено, что консервативные (меньшие по несущей способности) размеры ширины ленты фундамента составляют 1000 мм для стены по оси А, В и 800 мм для стены по оси Б. При натурном обследовании установлена существенная разница показателя влажности грунтов основания. Наименьшую влажность имеет суглинок в шурфе с наружной стороны стены по оси А. Более влажным оказался суглинок в шурфах стены по оси Б. Это связано стем, что на этом участке плана здания произошло наибольшее замачивание конструкций здания, что и привело к попаданию воды в грунт основания. Максимальная влажность грунтов обнаружена под подошвой подушек фундаментов в приямке лестничной клетки со стороны оси 7. Фактически выемки в грунте под подошвами подушек стен по оси Б и В достаточно быстро (несколько часов) оказались заполнены водой. Причиной этого является попадание атмосферной воды в грунт из-за разрушенной отмостки и контруклона поврхности земли у стены по оси В, а также выемка со стороны торцовой стены по оси 7 из-за устройства фундаментов пристройки. Рисунок 3. Вода в приямках под подушкой фундаментов в районе осей В 84 Состояние дневной поверхности грунта по периметру здания характеризуется наличием незначительных уклонов, что выражается в разной высоте цоколя по углам здания - по фасаду в осях 1-7 высота цоколя составляет, соответственно 0,4 им- по фасаду в осях 7-1 - 1,13 им- по фасаду в осях А-В - 0,45 им- по фасаду в осях В-А - 1,0 им. Кровля здания находится в неудовлетворительном состоянии. Имеются многочисленные протечки. Рулонный ковер разрушен по всей поверхности кровли. Примыкания рулонного ковра к парапетам отслоились от кладки. Утеплитель сильно увлажнен. На поверхности кровли установлена опора антенны, создающая непроектную нагрузку и повреждающая рулонный ковер. Перегородки из кирпича во многих случаях демонтированы, но частично сохранены. Поверхности стен и оставшихся перегородок из кирпича обшиты листами гипсокартона по каркасу из легких стальных профилей. Новые перегородки имеют облегченную конструкцию листы гипсокартона с двух сторон каркаса. В здании демонтированы существовавшие полы, они заменены облегченной стяжкой двухслойной конструкции толщиной 100-130 мм. Верхний слой толщиной 20÷30 мм – из цементно-песчаного раствора, изолирующий слой толщиной 80÷100 мм – из смеси цементно-песчаного раствора и пенополистирольных гранул диаметром до 5 мм. Приведенная объемная масса составляет около 600 кг/м3 в сухом состоянии и 700 кг/м3 – в увлажненном [4]. Лестницы в здании выполнены сборными железобетонными из маршей и площадок. Существенных дефектов и повреждений в них при обследовании не обнаружено. В неудовлетворительном состоянии находится сборная железобетонная плита лестницы выхода на кровлю на торцевой стене по оси 1. В плите происходит разрушение бетона по продольной кромке, оголение и коррозия арматуры. Техническое состояние стен здания является работоспособным, несущая способность стен и столбов достаточны. Резервы их несущей способности позволяет выполнить надстройку мансардного типа [5]. Необходимо выполнить ремонт кладки участков карнизных швов, подоконных участков, на которых имеются дефекты в виде деструкции кирпича и раствора. Техническое состояние кровли является неработоспособным, ее физический износ составляет 100%. Кровлю следует демонтировать до поверхности плит покрытия. Демонтировать следует также кладку парапетных стен по осям 1, 7. А, в том числе для уменьшения нагрузок на грунты основания. 85 Техническое состояние ленточных фундаментов здания является работоспособным. Техническое состояние плит перекрытий является работоспособным, аплит покрытия – ограниченно работоспособным. Техническое состояние балок покрытия на третьем этаже является работоспособным. Их несущая способность достаточна для восприятия нагрузок от опирающихся плит покрытия. Вместе стем, длительное увлажнение, как ив случае с плитами покрытия, привело к некоторому снижению долговечности и уровня надежности. Техническое состояние монолитной железобетонной балки над проемом центрального входа по оси А на первом этаже, с учетом величины пролета, устройства ее в условиях строительства и уровня нагруженности, также можно оценить как ограниченно работоспособное. Техническое состояние железобетонной плиты лестницы выхода на кровлю в стене по оси 1 является ограниченно работоспособным. Плиту необходимо демонтировать и заменить новой на стальных консольных балках или усилить. Техническое состояние отмостки здания является неработоспособным, в процессе реконструкции отмостку следует выполнить заново. Библиографический список 1. Бойко М.Д., Мураковский И.А., Величкин В.З. Техническое обследование и ремонт зданий и сооружений Справ. пособие под. ред. М.Д. Бойко. – М Стройиздат, 1993. 203 с. 2. Бойко М.Д. Диагностика повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий. Ленинград, СИ, 1995 г. 3. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений (Госстрой России, 2004 г) 4. Ломтев И.А. Этапы и проблемы при обследовании жилых зданий и сооружений // Международная научно-практическая конференция Наука и инновации в строительстве сб. докл. - Белгород, 2018, С. 300- 305. 5. Диттрих Х. Повышение надежности конструкций зданий при модернизации Перс нем. ОС. Вершининой: Под ред. Л.А. Борисова, В.К. Савина.- М Стройиздат, 1993. 80 с. 86 Ресурсосбережение, обеспечение надежности и долговечности зданий и сооружений Алексеев АИ, магистрант Научный руководитель канд. техн. наук, доц. Солодов Н.В. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, Россия ОБОСНОВАНИЕ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО УСИЛЕНИЮ ПРОДОЛЬНЫХ КИРПИЧНЫХ СТЕН ЖИЛОГО ДОМА Известно большое количество конструктивных и технологических решений по усилению каменных стен с трещинами. Все эти решения имеют разную стоимость, трудоемкость выполнения, используют разные материалы и оборудование, в разной мере освоены подрядными организациями. Следует отметить, что, как правило, даже уже известные и широко применяемые решения необходимо адаптировать к условиям конкретного объекта, конструкции которого нуждаются в усилении. На рис. 1 показана схема расположения трещин по одному из фасадов жилого дома Рисунок 1. Схема трещин в продольной наружной стене у торца здания 87 Нам представляется, что в данном случае для достижения поставленной цели может быть предложено три варианта усиления - устройство по периметру здания контурных тяжей в уровне перекрытия каждого этажа, включая тяжи по средней продольной стене (вариант усиления №1); - устройство для стен по осям А, Б, В двухсторонних тяжей в уровне перекрытий над первым, третьими четвертым этажами вариант усиления №2); - устройство незамкнутых односторонних тяжей для стен по осям А, В, «1» в уровне перекрытий над третьими четвертым этажами в сочетании с устройством в торце здания со стороны оси «1» контрфорсов в плоскостях стен по осям А, Б и В (вариант усиления №3). Предлагаемые варианты усиления в обязательном порядке должны быть дополнены выполнением рекомендаций Экспертного заключения по обеспечению нормальных условий эксплуатации элементов и частей жилого дома, по восстановлению их эксплуатационных свойств. Из перечисленных выше трех вариантов усиления наиболее целесообразным в условиях обследуемого жилого дома мы предлагаем вариант №3, это обусловлено следующими соображениями. Достоинством варианта №1 является то, что большая часть работ по усилению стен выполняется с наружной стороны стен. Исключение составляет стена по оси В, для усиления которой работы должны выполняться на всех этажах в каждой квартире. Вариант №1 достаточно экономичен по расходу материалов и наименее трудоемок. Рисунок 2. Вариант усиления №1 К недостаткам варианта следует отнести относительно невысокую эффективность усиления, если при его устройстве не обеспечено плотное прилегание (посвежей штукатурке) вертикальных 88 уголков по углам здания. Кроме того, в таком варианте усиления, как правило, требуется периодический контроль уровня преднапряжения тяжей. Вариант №2 имеет наименьшую металлоемкость и несколько меньшую трудоемкость, чем вариант №1. Кроме того, работы по устройству усиления будут затрагивать существенно меньшее количество квартир. Рисунок 3. Вариант усиления №2 Вариант №3 требует существенно больших материальных и трудовых затрат. При устройстве усиления нет необходимости проводить работы внутри квартир. Однако, вариант №3 наиболее эффективно решает задачи восстановления эксплуатационных свойств стен, повышения пространственной жесткости здания в целом, страхует торцовую стену, с учетом полученного стеной отклонения от вертикали, от потери устойчивости. В варианте усиления №3 конструктивное решение состоит из двух частей - стальные преднапряженные тяжи в уровне перекрытий над третьими четвертым этажами - контрфорсы из монолитного железобетона на буронабивных сваях у торцовой стены по оси «1». 89 Рисунок 3. Вариант усиления №3 Работы по усилению здания, как правило, должны выполняться в рамках его реконструкции или капитального ремонта. При этом разрабатывается соответствующий проект реконструкции и капитального ремонта, в котором результаты настоящего обследования, выводы, рекомендации и предложения могут быть использованы. Для обеспечения необходимой эффективности усиления стен важно, чтобы работы по устройству усиления выполняли квалифицированные рабочие соответствующих профессий. Изготовление деталей конструкций усиления следует производить в условиях специализированных мастерских (цехов) с обеспечением требуемых параметров точности. Библиографический список 1. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений (Госстрой России, 2004 г. 2. ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. 3. Правила оценки физического износа жилых зданий ВСН53- 86р / Госгражданстрой. – М, 1988. 4. Бойко М.Д., Мураковский И.А, Величкин В.З. Техническое обследование и ремонт зданий и сооружений Справ. пособие под ред. М.Д. Бойко. – М Стройиздат, 1993. – 203 с. 5. Ломтев И.А. Этапы и проблемы при обследовании жилых зданий и сооружений // Международная научно-практическая конференция Наука и инновации в строительстве сб. докл. - Белгород, 2018, С. 300-305. 90 Булах Р.В., магистрант Научный руководитель канд. тех. наук, доцент Погорелова И.А. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, Россия РАЗНОВИДНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГАЗОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ Системы газового пожаротушения применяются в тех случаях, когда системы водяного, пенного или порошкового пожаротушения неэффективны [1]. Система газового пожаротушения – это система пожаротушения, которая тушит пожар с помощью газообразного огнетушащего вещества либо путем вытеснения кислорода (снижения содержания кислорода, либо путем физического воздействия (отвода тепла. В отличие от спринклерной системы, система газового пожаротушения предназначена для тушения, а не только подавления пожара [1, 2, 4]. Системы газового пожаротушения применяются в тех случаях, когда системы водяного, пенного или порошкового пожаротушения неэффективны или если тушение с помощью вышеупомянутых огнетушащих веществ может привести к значительному ущербу. Типичные области использования включают все типы электрических распределительных и серверных комнат [2, 3]. Системы газового пожаротушения являются самыми чистыми системами пожаротушения. Огнетушащие газы не оказывают никакого влияния на обычные электрические системы, такие как серверы и т.д. Для системы пожаротушения может быть использован целый ряд различных огнетушащих газов. Специфические свойства различных огнетушащих газов также определяют область их применения [4, 6]. На сегодняшний день спроектировано, гидравлически рассчитано и построено большое количество типовых систем газового пожаротушения. Основными техническими средствами автоматических установок газового пожаротушения являются сеть трубопроводов, в том числе и распределительные участки, оборудованные специальными насадками для распыления огнетушащего вещества, различного рода побудительные системы, технические средства обнаружения пожара датчики обнаружения и извещатели), баллон-ресивер (рис. 1), батареи, зарядная станция, наборные и побудительно-пусковые секции, распределительные устройства, а также распределители 91 воздуха, световые и звуковые оповещатели, электроавтоматика управления и контроля [2, 7]. Рисунок 1. Баллоны с огнетушащим веществом Области применения систем газового пожаротушения включают − компьютерные залы. − Архивные помещения, сейфы для документов. − Центры экстренной связи, пилотажно-навигационные и диспетчерские вышки, передающие станции мобильной связи, центры интернет-провайдеров, теле, радио- и диспетчерские пункты, микроволновые подстанции. 92 − Художественные галереи, библиотеки, кинопроекционные залы, музеи. − Медицинский сектор системы визуализации, операционные, мобильные станции. − Промышленные объекты, такие как лаборатории, диспетчерские пункты, морские буровые платформы, роботизированное оборудование. − Аварийные генераторы электроэнергии, аккумуляторные отсеки, низковольтные отсеки, кабельные отсеки и т.д. − Летные тренажеры, корабли, военная техника [2, 3]. Различие газовых автоматических систем пожаротушения по виду огнетушащего вещества. Углекислый газ (CO2) Углекислый газ в первую очередь подходит для тушения пожаров классов В и С. Благодаря своим физическим свойствам углекислый газ является единственным огнетушащим газом, который также используется в огнетушителях и устройствах пожаротушения. В стационарных системах пожаротушения углекислый газ хранится в сжиженном состоянии в стальных баллонах высокого давления или охлаждается до - 20 ° Св больших контейнерах низкого давления. При хранении его в виде жидкости можно эффективно хранить значительно большие объемы огнетушащего вещества. Поскольку углекислый газ вреден для здоровья в высоких концентрациях, профессиональные страховые компании предписывают особые защитные меры в случае превышения предельного значения более чем на 5% объема. Углекислый газ в основном используется в качестве огнетушащего вещества в электрических и электронных системах, поскольку, в отличие от всех огнетушащих веществ на водной основе и большинства порошков, он не является электропроводящим. При проектировании систем необходимо обратить внимание на то, что углекислый газ является респираторным ядом [6, 7]. Первичный огнетушащий эффект удушение (вторичный огнетушащий эффект охлаждение – практично, но редко требуется. Вытесняющие кислород огнетушащие газы-инертные газы и углекислый газ (CO2) Огнетушащее действие инертных газов, таких как аргон, азот и двуокись углерода (в принципе, это не инертный газ и поэтому непригодный для пожаров класса D), достигается за счет вытеснения атмосферного кислорода. Это явление известно как эффект удушья и возникает, если не удается достичь необходимого предельного 93 значения для горения. В большинстве случаев пожар будет потушен после снижения содержания кислорода до ок. 13% объема. Кроме того, имеющийся объем воздуха должен быть вытеснен только примерно на треть, что соответствует концентрации огнетушащего газа в объеме 34%. Для горящих веществ, для сжигания которых требуется значительно меньше кислорода, необходимо увеличение концентрации огнетушащего газа, например, для этилена, монооксида углерода и водорода. Поскольку огнетушащие газы аргон и углекислый газ более плотны, чем окружающий воздух, они проникают особенно быстро и строго через область, подлежащую тушению [2, 6, 7]. Для улучшения огнетушащих свойств можно также использовать смеси вышеперечисленных газов, например Инерген. |