Кочнев н. И. Чумак. М. В
 Скачать 1.09 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КОЧНЕВ Н.И. ЧУМАК. М.В. Обследование, испытание и усиление строительных конструкций зданий и сооружений Учебное пособие Краснодар 2013 г. 2 УДК 620.1 624.01(75) Рецензент - П.А. Ляшенко - кандидат технических наук, профессор «Кубанский Государственный аграрный университет». Кочнев Н.И., Чумак М.В. Учебное пособие «Обследование, испытание и уси- ление строительных конструкций зданий и сооружений - Краснодар, 2013. - 68 с. В пособии, в соответствии с существующими ГОСТ и нормами, приведе- ны основные термины, методы, средства обследования конструкций зданий и способы натурных испытаний строительных конструкций на строительных площадках. Представлены основные приборы и оборудование для проведения неразрушающего контроля качества строительных материалов и конструкций. Рассмотрена методика определения прочности материалов строительных кон- струкций неразрушающими методами, методика проведения дефектоскопии на «образцах моделях» в лабораторных условиях. Предназначено для студентов-бакалавров, студентов-магистрантов, обу- чающихся по направлению «Строительство», студентов специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений», а также аспирантов про- филя «Основания и фундаменты, подземные сооружения». Кочнев Н.И., Чумак М.В. ФГБОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет. Краснодар, 2013 г. 3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4 1. ОСЛЕДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 7 1.1. Методика обследования конструкций 7 1.2 Предварительное обследование зданий, сооружений 9 1.3. Детальное (инструментальное) обследование 10 1.4 Обследование бетонных и железобетонных конструкций 12 1.5. Обследование оснований и фундаментов зданий 14 1.6. Обследование металлических конструкций 16 1.7. Обследование деревянных конструкций 18 2. ИСПЫТАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ 20 3. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ПОДЛЕЖАЩИХ УСИЛЕНИЮ 24 4 ПРИБОРЫ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 35 5. ПРИМЕРЫ РАБОТ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 38 РАБОТА №1 Построение тарировочного графика определения прочно- сти для молотка Кашкарова по ГОСТ 22690.2-77. 38 РАБОТА №2 Построение тарировочного графика определения прочно- сти неразрушающими методами прибором УК-14П по ГОСТ 17624-87 . 41 РАБОТА №3,1 Определение глубины трещины в бетоне (ж/бетоне). РАБОТА №3,2Определение переходного коэффициента К п РАБОТА №3.3 Определение динамического модуля упругости тяжелого бетона, легкого бетона, пенобетона, силикатного кирпича 44 45 46 Работа №4 Выявление скрытых дефектов в бетонных и железобетонных конструкциях ультразвуковым методом. 48 Работа № 5 Ознакомление с магнитным методом определения защитно- го слоя 51 Работа №6 Определение прочности бетона в конструкциях неразру- шающими методами. 54 Работа №7 Ознакомление с методикой определения прочности бетона в конструкциях прибором УК-14П. 56 РАБОТА №8 Определение прочности сцепления кирпичной кладки в ла- бораторных условиях. 58 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Степени повреждений, категории технического состояния и характеризующие их признаки для бетонных конструкций 61 ПРИЛОЖЕНИЕ 2Степени повреждений, категории технического состояния и характеризующие их признаки для каменных и армокаменных конструкций 62 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Степени повреждений, категории технического состояния и характеризующие их признаки для стальных конструкций 63 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Степени повреждений, категории технического состояния и характеризующие их признаки для деревянных конструкций 64 4 ВВЕДЕНИЕ Обследование несущих конструкций зданий и сооружений имеет глав- ную цель — определить действительное техническое состояние конструкций, их способность воспринимать действующие в данный период расчетные на- грузки и обеспечивать нормальную эксплуатацию здания. При обследовании выявляют дефекты конструкций, отступления от проекта и от действующих на данный период норм и технических условий, а также уточняют действитель- ную работу конструкций на реальные эксплуатационные нагрузки. В результате обследования выявляют также степень физического износа отдельных конструкций, узлов и здания в целом, возможные причины нару- шения нормальной эксплуатации или аварии. В задачи обследования могут входить поиски наилучших вариантов усиления конструкций и приспособляе- мости здания под новые нагрузки и условия эксплуатации при предполагаемой реконструкции здания. Если обследование проводится после аварии, анализируют ее причины, целесообразность и возможность восстановления здания или отдельных его частей. При рыночной оценке стоимости здания также проводится обследование конструкций и здания в целом, на основании которого можно судить об износе конструкций и снижении первоначальной стоимости здания, о будущих затра- тах на устранение дефектов и расходах на ремонт. Обследование может быть полным или выборочным — наиболее ответ- ственных конструкций, находящихся в неблагоприятных условиях или уже получивших повреждения и вызывающих сомнения в надежности конструк- ций и безопасности людей. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ оценка технического состояния: Установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций или зданий и сооружений в целом, включая состояние грунтов основания, на основе сопос- тавления фактических значений количественно оцениваемых признаков со значениями этих же признаков, установленных проектом или нормативным документом. поверочный расчет: Расчет существующей конструкции и (или) грунтов основания по действующим нормам проектирования с введением в расчет по- лученных в результате обследования или по проектной и исполнительной до- кументации: геометрических параметров конструкций, фактической прочности строительных материалов и грунтов основания, действующих нагрузок, уточ- ненной расчетной схемы с учетом имеющихся дефектов и повреждений. нормативное техническое состояние: Категория технического состояния, при котором количественные и каче- ственные значения параметров всех критериев оценки технического состояния 5 строительных конструкций зданий и сооружений, включая состояние грунтов основания, соответствуют установленным в проектной документации значени- ям с учетом пределов их изменения. работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния, при которой некоторые из числа оце- ниваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта или норм, но имеющиеся нарушения требований в конкретных условиях эксплуа- тации не приводят к нарушению работоспособности, и необходимая несущая способность конструкций и грунтов основания с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений обеспечивается. ограниченно-работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая: состояние грунтов основания, при которой имеются крены, дефекты и повреждения, приведшие к снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, потери устой- чивости или опрокидывания, и функционирование конструкций и эксплуата- ция здания или сооружения возможны либо при контроле (мониторинге) тех- нического состояния, либо при проведении необходимых мероприятий по вос- становлению или усилению конструкций и (или) грунтов основания и после- дующем мониторинге технического состояния (при необходимости). аварийное состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризую- щаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кре- нами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта. Оценку категорий технического состояния несущих конструкций производят на основании результатов обследования и проверочных расчетов. По этой оценке конструкции подразделяются на: находящиеся в исправном состоянии, работоспособном состоянии, ограниченно работоспособном состоянии, недо- пустимом состоянии и аварийном состоянии. При исправном и работоспособном состоянии эксплуатация конструкций при фактических нагрузках и воздействиях возможна без ограничений. При этом, для конструкций, находящихся в работоспособном состоянии, может ус- танавливаться требование периодических обследований в процессе эксплуата- ции. При ограниченно работоспособном состоянии конструкций необходимы контроль за их состоянием, выполнение защитных мероприятий, осуществле- ние контроля за параметрами процесса эксплуатации (например, ограничение нагрузок, защиты конструкций от коррозии, восстановление или усиление кон- струкций). Если ограниченно работоспособные конструкции остаются неуси- ленными, то требуются повторные обследования, сроки которых устанавлива- ются на основании проведенного обследования. 6 При недопустимом состоянии конструкций необходимо проведение меро- приятий по их восстановлению и усилению. При аварийном состоянии конструкций их эксплуатация должна быть за- прещена. . Методика обследования конструкций Обследование строительных конструкций осуществляется на основе за- дания и включает в себя следующие этапы: 1. Предварительный визуальный осмотр с целью ознакомления с объек- том исследования, выявления возможных аварийных участков, а также опре- деления действительного возраста, наличия технической документации, пред- полагаемых изменений в эксплуатации объекта. 2. Составление программы обследования с обязательными мероприя- тиями по технике безопасности при проведении работ. 3. Изучение всей имеющейся по объекту технической документации: рабочих и исполнительных чертежей, актов на скрытые работы, журналов производства работ, заключений предшествующих обследований, паспортов на оборудование и т. д. 4. Изучение условий эксплуатации, технологии производства, тем- пературно-влажностного режима, агрессивности среды. Взятие проб воздуха, пыли, воды и т. д. для химического анализа. 5. Геологические и гидрогеологические исследования, позволяющие оценить состояние грунтов основания, наличие и агрессивность грунтовых вод. Проводят бурение скважин или отрывают шурфы вблизи стен подвала или фундаментов и проводят лабораторные исследования фунтов. 6. Геодезические работы по определению положения здания и его частей (отметки, крены и т. д.), в том числе и определение размеров труднодоступных частей здания или сооружения, например: башен, мостов, эстакад И Т. Д. 7. Обмер конструкций, узлов и элементов с :целью проверки соответст- вия фактических размеров проектным. При отсутствии проектной документа- ции — составление обмерочных чертежей конструкций, узлов, планов, разре- зов, фасадов здания или сооружения, фотографирование их. 8. Детальный осмотр элементов объекта с выявлением износа, дефектов, повреждений конструкций, составлением дефектных ведомостей. Анализ при- чин. При этом возможны работы по вскрытию полов, чердачных перекрытий, заделанных в стены опорных узлов балок и т. Д. 9. Оценка прочностных свойств материалов, примененных в конст- рукциях: включающая отбор образцов (проб) материала, химический анализ, испытания образцов, статистическую обработку данных и выводы о классе бе- тона, арматуры, марок кирпича и раствора и т. д. 10. Уточнение нагрузок, действующих на конструкции: массы конструк- ций и оборудования, временных нагрузок, влияние температур, осадков и т. д. 7 11. Выявление действительной расчетной схемы здания в целом и его от- дельных конструкций. Определяют характер закрепления концов стержней, неразрезность, тип опор, возможность совместной пространственной работы ряда конструкций, пространственной работы здания в целом. 12. Проверочные расчеты конструкций, узлов, стыков, соединений с уче- том реальных расчетных схем, нагрузок, ослаблений сечений, кривизны эле- ментов и других дефектов конструкций и уточненных расчетных со- противлений материала конструкций. 13. Испытание конструкций пробной нагрузкой. Проводят редко, только когда неясна работа конструкции из-за недостаточности (неполноты) результа- тов обследования. 14. Составление заключения о техническом состоянии конструкций или технического паспорта на объект исследования. 15. Разработка рекомендаций по дальнейшей нормальной эксплуатации конструкций и, при необходимости, разработка вариантов усиления конструк- ций или узлов и здания в целом. Представленная методика обследования зданий и сооружений может быть сокращена или расширена при обследовании конкретных объектов, с учетом поставленных задач и намеченных сроков. 1. ОБСЛЕДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 1.1. Обследование технического состояния зданий, сооружений Обследование технического состояния зданий и сооружений производится с целью определения возможности восприятия ими дополнительных деформаций или других воздействий от влияния осуществляемых вблизи них нового строительства или реконструкции, а также для разработки в случае необходимости мероприятий по усилению их конструкций или укреплению грунтов оснований. Обследование технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений проводится, как правило, в два этапа: 1й этап — предварительное обследование; 2й этап — детальное обследование. Предварительное обследование проводится с целью получения первичной экспертной оценки технического состояния строительных конструкций здания или сооружения, а также для установления необходимости проведения детального обследования. При детальном обследовании уточняются результаты предварительного обследования, в том числе определяются: прочностные и деформативные характеристики конструкционных материалов, исследуются эксплуатационные характеристики зданий и сооружений (температурно-влажностный режим, герметичность, звукопроницаемость, теплоизоляция, освещенность и т.п.), а 8 также проводятся необходимые поверочные расчеты несущей способности и устойчивости строительных конструкций обследуемых зданий и сооружений. Работы по проведению обследования целесообразно выполнять поэтапно: ознакомление с состоянием конструкций зданий и составление программы обследований; предварительное обследование конструкций здания; детальное техническое обследование для установления физико- технических характеристик конструкций определение прочности, а в необходимых случаях - жесткости и трещиностойкости конструкций; оценка технического состояния конструкций по результатам обследования; разработка в случае необходимости мероприятий по обеспечению эксплуатационных требований к обследуемым зданиям. Состав и объемы работ по обследованию в каждом конкретном случае определяются программой работ на основе технического задания заказчика с учетом требований действующих нормативных документов и настоящих Рекомендаций. В состав работ по обследованию на стадии разработки проектной документации включаются: натурные обследования технического (физического) состояния несущих конструкций надземной и подземной частей здания (наружных и внутренних стен, колонн, перекрытий, фундаментов, коммуникаций и т.д.) с определением прочностных характеристик конструктивных материалов, а также наличия и степени проявления деформаций и повреждений (трещин, сдвигов, выпучивания, разрушений кирпичной кладки, сырости и т.п.); геодезические измерения величин крена зданий, а также отклонений несущих и ограждающих конструкций зданий от вертикали - в дополнение к предусмотренным в разделе 10 настоящих Рекомендаций; аналитическое определение координат углов зданий и других стабильных элементов ситуации; натурное определение расстояний между существующими объектами; обмеры натурных габаритов обследуемых объектов; определение абсолютных или относительных высотных отметок элементов здания (подошвы фундаментов, цоколя, этажей, крыши и т.д.); обследование прочих элементов здания и обмерные работы выявление и обследование помещений и интерьеров, имеющих архитектурно-художественную ценность. Программа обследования составляется на основании технического задания заказчика и результатов ознакомления с проектно-технической документацией строящегося здания, включающей рабочие чертежи и пояснительную записку к ним, а также заключение об инженерно-геологических изысканиях. Ознакомление с проектно-технической документацией обследуемого здания производится с целью учета конструктивных особенностей и особенностей 9 работы конструкций, а также выявления причин и характера дефектов. Необходимо установить фактически действующие нагрузки на фундаменты с учетом собственного веса конструкций, технологического оборудования и временных нагрузок, а также их сочетаний в соответствии со СНиП 2.02.07-85. В необходимых случаях следует также установить: проектную марку и класс бетона, диаметр, класс и количество рабочей и конструктивной арматуры, конструкцию арматурных изделий, марку кирпича и раствора, геометрические размеры конструкций и другие данные. 1.2 Предварительное обследование зданий, сооружений Основной задачей предварительного обследования здания является сбор исходной информации, определение общего состояния строительных конструкций, определение состава и объема работ для детального обследования. 2.2 В состав работ по предварительному обследованию входят: общий осмотр здания; сбор общих сведений о здании, времени строительства, сроках эксплуатации; общая характеристика объемно-планировочного и конструктивного решений и систем инженерного оборудования; выявление особенностей технологии производства для производственных зданий с точки зрения их воздействия на строительные конструкции, определение фактических параметров микроклимата или производственной среды, температурно-влажностного режима помещения, наличия агрессивных к строительным конструкциям технологических выделений, сбор сведений об антикоррозионных мероприятиях; ознакомление с архивными материалами изысканий; изучение материалов ранее проводившихся на данном объекте обследований производственной среды и состояния строительных конструкций. По результатам предварительного обследования в зависимости от имеющихся дефектов и повреждений конструкций должны быть выполнены: оценка технического состояния железобетонных, каменных, стальных и деревянных конструкций и в случае необходимости принято решение о первоочередных мероприятиях по усилению конструкций; решен вопрос о необходимости проведения детального обследования и намечены участки его выполнения; составлена программа детального обследования конструкций. Категории состояния конструкций в дальнейшем уточняются на основе данных детального обследования и результатов поверочных расчетов. 10 |