Обследование зданий и сооружений

Сложнее вскрывать поперечную арматуру (вертикальные хомуты и отгибы). Для этого на боковой или нижней стороне балки пробивают зубилом горизонтальные борозды для подсчета числа ветвей (срезов) хомутов. Для определения количества и места отгибов делаются три-четыре вскрытия на нижней стороне опорной части балки. Количество арматуры в колоннах устанавливают снятием защитного слоя четырьмя поперечными бороздами, расположенными по граням колонны на разных (не ближе 50 см) уровнях.

 

Чтобы определить армирование в сжатом элементе, конструкцию разгружают или подпирают с целью уменьшения усилия в элементе. После обследования место вскрытия тщательно заделывают, восстанавливая прочность элемента. Для проверки арматуры в сжатой зоне однопролетной балки можно сделать вскрытие полки вблизи опоры, где изгибающий момент незначителен, а сжатая арматура обычно по всей длине балки одинакова.

 

Для контроля толщины защитного слоя бетона и нахождения в конструкциях стержней, расположенных отдельно, применяют магнитные приборы, например, измерители защитного слоя ИЗС-1, ИЗС-2, ИЗС-3 .  Они удобны для определения направления и шага арматуры и позволяют уменьшить количество вскрытий. В простейших случаях при помощи этих приборов определяют величину защитного слоя, а, иногда, и диаметр отдельных стержней. Для оценки состояния стыка или узла надо иметь их изображения в нескольких проекциях. Но марка стали может быть определена только вскрытием арматуры.

 

VII. Определение фактических  нагрузок и воздействий

 

Характер и величины нагрузок указываются в проектных материалах (пояснительной записке, расчетах, чертежах). Проведенные обследования показывают, что действующие нагрузки могут существенно отличаться от проектных. Для анализа напряженного состояния конструкций необходимо уточнить величины постоянных и временных нагрузок. Ниже приводятся нагрузки, которые обычно рассматриваются при проведении обследования:

 

1. Собственный вес конструкции  для предварительных расчетов  принимается по рабочим чертежам; фактический вес и объем уложенного  бетона - по заводским паспортам  на железобетонные изделия. Имея  даже такие данные, следует выполнять  контрольные замеры основных  сечений для проверки соответствия  фактических данных проектным.

 

Превышение ширины сечений массивных конструкций (ферм, балок, колонн, подкрановых балок) на 10 - 20 мм, хотя и выходит за пределы допускаемых отклонений, но обычно увеличивает их вес не более, чем на 10 %, что учитывается в проектах коэффициентом перегрузки 1,1. Увеличение же толщины тонкостенных конструкций (плит, оболочек, скорлуп) значительно сказывается на их весе.

2. Вес утеплителя в покрытии  должен быть указан в актах  скрытых работ, здесь же указываются - наименование утеплителя, объемная  масса (по заводскому паспорту), участок  и время укладки его на покрытие (в осях здания). Превышение предусмотренного  проектом веса утеплителя может  быть вызвано либо увеличением  толщины уложенного слоя (особенно  при насыпном утеплителе), либо  намоканием, либо применением материала  с большим объемным весом.

 

Определение фактической нагрузки от утеплителя производится посредством выборочных контрольных вскрытий кровли, замеров толщины уложенного слоя утеплителя и определением его объемной массы.

 

3. Утяжеление выравнивающей  стяжки происходит из-за ее  утолщения, если например, вместо  проектных 15 - 25 мм, уложенный слой  составляет 40 - 50 мм и даже 70 - 80 мм, или из-за применения тяжелого  бетона объемной массой 2400 кг/см2, вместо предусмотренного проектом асфальта (1700 кг/см2), или песчаного раствора (1800 - 2000 кг/см2). Фактическая нагрузка от стяжки определяется замером толщины слоя и его взвешиванием.

 

Для определения фактического веса кровли выполняются вскрытия в нескольких наиболее характерных местах. Количество и места вскрытий зависят от конкретных случаев. В первую очередь следует выяснить действительные нагрузки на грузовом участке наиболее деформированных конструкций и сделать на этом участке необходимое число вскрытий.

 

Для кровель с плитным утеплителем требуется небольшое количество вскрытий, так как толщина его по покрытию одинакова. Если вскрытия, сделанные в количестве двух-трех на каждый температурный отсек пролета, по результатам одинаковое, то такого количества вскрытий вполне достаточно. Для кровель с насыпным утеплителем, который трудно укладывается ровным слоем, особенно при скатной кровле, рекомендуется брать пробы и в коньке, и вблизи ендовы. При этом делается, примерно, по одному вскрытию на 200 - 400 м2, но не менее двух вскрытий в ендове, в коньке и трех - на промежуточных участках скатов.

 

Определение объемной массы материалов, составляющих кровлю, производится небольшими пробами объемом 200 - 400 см3. Если определить объемную массу каждого материала в отдельности затруднительно, вскрывают участок кровли площадью 0,25 - 0,5 м2 и определяют нагрузку на 1 м2 послойным и общим взвешиванием. Если материалы кровли однотипны, то достаточно сделать контрольные пробы для 20 - 30 % от общего числа вскрытий. В остальных вскрытиях фиксируются только состав кровли и толщины слоев. Места контрольных вскрытий должны быть зафиксированы на схеме покрытия здания. Результаты определения состава покрытия, толщины слоев и данные по объемному весу или взвешиванию заносятся в специальные сводные ведомости.

 

4. При обследовании покрытий  промышленных зданий следует  обратить внимание на наличие  технологической пыли. Некоторые виды промышленности (цементная, угольная, металлургическая и др.) характерны большим выделением тяжелой пыли, которая, скапливаясь на покрытии, может привести к перегрузке и даже к аварии конструкции.

 

Места взятия проб фиксируются на плане покрытия, а результаты замера толщины слоев и данные взвешивания - в сводной ведомости.

 

5. Принятые в проекте  снеговые и ветровые нагрузки  для данного района принимаются  по СНиП. Уточненные данные по  снеговой нагрузке, а также направление  и скорость ветра, характерные  для данного района, могут быть  получены у метеорологической  службы.

 

Фактический собственный вес и объем снега, льда, пыли определяется небольшими пробами в ендовах, на коньке, около фонаря и проч. Если кровля имеет уступы и конфигурация ее не обеспечивает беспрепятственного проноса снега (фонари, технологические будки, экраны и проч.), фактическая снеговая нагрузка, скапливаясь и слеживаясь в «мешках», может оказаться больше предусмотренной проектом. Известны случаи, когда интенсивность отложения снега «в мешках» доходила до 1 м в сутки. Для предварительных расчетов объемный вес снега в январе-феврале принимается равным 300 - 350 кг/м3, в марте - 400 кг/м3.

 

6. При наличии световых  или аэрационных фонарей необходимо  проверить соответствие проекту  узлов конструкции их креплений  и установить фактическую величину  и схему передачи нагрузки  на несущие стропильные конструкции. Утяжеление фонарных конструкций  может быть вызвано увеличением  веса покрытия фонаря, устройством  не предусмотренных проектом  козырьков и экранов, применением  вместо ребристых бортовых элементов - более тяжелых плит, использованием вместо обычного остекления - стеклоблоков и проч.

 

7. Причину повреждений  и деформаций обследуемых конструкций  приходится выяснять посредством  опроса персонала, принимавшего  участие в строительстве здания  и в монтаже технологического  оборудования или давно работающего  в данном цехе.

8. В рабочих чертежах  зданий указывается конструкция  пола и его вес. В практике  обследования междуэтажных перекрытий (особенно старой постройки) наблюдаются  случаи, когда при ремонтах, за  долгие годы эксплуатации помещений, по старому полу укладывались  новые слои покрытия, что привело  к увеличению веса пола, толщина  которого доходила до 30 - 50 см. Нагрузки  от пола определяются замером  слоев и взвешиванием проб. Места  взятия проб фиксируются на  планах перекрытий, а результаты  замеров и взвешиваний - в сводной  ведомости.

 

9. Качество монтажа конструкций  и узлов сопряжений может существенно  изменить характер приложения  нагрузок. Например, смещение балок  покрытий и перекрытий, сбивка  подкрановых балок на колоннах, нарушение вертикальности колонн  может вызвать недопустимую эксцентричную  нагрузку, а смещение рельсов  на подкрановых балках - крутящие  моменты. Выявленные обследованием  недостатки монтажа фиксируются  в ведомостях дефектов и на  специальных эскизах.

 

10. На каждом предприятии  обычно сохраняют технические  паспорта и ведут эксплуатационную  документацию на технологическое  оборудование и механизмы. По  этим материалам можно уточнить  нагрузку на несущие конструкции  от веса станков, механизмов, материалов  и транспорта с продукцией. При  обследовании уточняют схему  расстановки оборудования. Документы  по эксплуатации и ремонту  оборудования должны содержать  данные о режимах работы механизмов и их воздействию на строительные конструкции.

 

При наличии мостовых кранов, кран-балок и т.п. выясняют их фактические параметры, режим эксплуатации (по классификации Госгортехнадзора), характер и величину воздействия (наиболее характерные положения кранов и грузов, максимальные грузы и их приближение к рассматриваемым балкам, частота совместной работы сближенных кранов). При этом следует учитывать состояние подкрановых путей, креплений рельсов к балкам и балок к колоннам, а также следует производить геодезическую съемку подкрановых конструкций.

 

11. Влажность, температуру  и прочие характеристики производственной  среды замеряют специальными  приборами (гигрометрами, термографами  и др.) и исследуют путем выполнения  соответствующих анализов.

 

Сопоставив величины фактических нагрузок и воздействий с проектными, производят оценку степени и величины отступлений от проекта, определяют их причины и уточняют коэффициент перегрузки для данной конструкции.

 

VIII. Натурные испытания

 

В общем комплексе вопросов обследования конструкций натурное испытание не является обязательным этапом. В подавляющем большинстве случаев испытания конструкции не требуется. Однако, иногда приходится сталкиваться с такими вопросами, расчетно-теоретическая основа которых разработана нечетко или неясно как скажется на работу конструкции какое-либо конструктивное решение. В этих случаях натурные испытания проводятся для выяснения характера и особенностей действительной работы конструкции, а также для определения и выявления влияния фактических нагрузок на ее деформативностъ, трещиностойкость и несущую способность. Вид и направленность испытаний в каждом частном случае зависят от конкретного вопроса и не могут быть определены заранее. Такие испытания проводятся в соответствии с действующими нормативными документами по программам, специально составленным и согласованным с авторами проектов.

 

Может возникнуть необходимость испытать ослабленный стык арматуры, отдельный элемент конструкции или узел сопряжения и даже всю конструкцию, работающую в системе каркаса здания или отдельно.

 

Для обследования могут быть специально изготовлены образцы или модели аналогичные эксплуатируемым конструкциям. Испытания проводят на специально оборудованных испытательных стендах в строительных лабораториях, оснащенных специальными прессами и разрывными машинами. Иногда испытывают конструкции на месте, в системе каркаса здания. Такие испытания проводят не до разрушения. Они имеют характер контрольных, но требуют особой страховки. Для создания усилий в конструкциях применяются гидравлические домкраты или выверенные грузы.

Деформации замеряют индикаторами часового типа, прогибометрами различных систем, рычажными тензометрами, электрическими тензодатчиками и проч.

 

IX. Направленность поверочных  расчетов

 

Для оценки напряженного состояния и реальной несущей способности обследуемой конструкции:

 

1. Рассматриваются статические  расчеты, выполненные при разработке  конструкции. Изучаются исходные  данные расчета: способы опирания конструкции и способы сопряжения ее со смежными конструкциями, схема работы, нагрузки и воздействия, усилия, возникающие в элементах и сечениях конструкции, характеристики материалов, прочность основных сечений и элементов, трещиностойкость и деформативностъ.

 

Если проектные данные отсутствуют, их следует восстановить по рабочим чертежам.

 

2. Реальная схема работы  конструкции в составе сооружения  определяется на основании фактического  опирания конструкции, жесткости узлов и способов сопряжения ее со смежными конструкциями. По этой схеме, с учетом выясненных обследованием действительных нагрузок, производится статический расчет, определяются усилия в основных элементах, узлах и сечениях. В необходимых случаях при расчете следует пользоваться формулами и статическими схемами, учитывающими перераспределение усилий в конструкции, вследствие пластических деформаций.

 

3. Прочность основных элементов  и участков вычисляется по  расчетным формулам СНиП [19, 20] с  учетом фактических данных о  прочности бетона, размерах сечений, количестве и качестве арматуры  и расположения ее в сечении. Такой расчет обычно выполняется  по расчетному предельному состоянию. При расчете несущей способности  конструкций для характеристик  материалов и постоянных нагрузок, уточненных обследованием, коэффициенты  перегрузки, однородности и условий  работы можно не вводить. Временные  же нагрузки - снег, ветер и крановые - принимаются с соответствующими  коэффициентами перегрузки. Если  обследованием выявлено, что фактические  временные нагрузки больше, чем  расчетные (с учетом коэффициента  перегрузки по СНиП), то следует  принять фактическую величину нагрузки.