Организация проведения осмотров и обследования зданий. Обработка результатов

Если установлено, что прогиб и ширина раскрытия трещин не превышает допустимых, размеры сечений отвечают проектным, прочность бетона и арматуры не ниже проектных, дефекты отсутствуют, то прочность, жесткость и трещиностойкость конструкций отвечают требованиям проекта. При невыполнении же указанных условий оценка возможности эксплуатации конструкций производится на основе анализа материалов обследований, включая приведение проверочных расчетов.

Основные группы методов оценки состояния эксплуатируемых конструкций:

1. Группа методов на основе параметрического подхода.
2. Группа методов на основе вероятности оценки.
3. Группа методов на основе прогноза.

Возможности существующих методов оценки технического состояния эксплуатируемых конструкций показаны в таблице 4.

По результатам обследований, как правило, визуальных, производится оценка технического состояния строительных конструкций, при этом всегда возникает необходимость установления надежности обследуемых конструкций по внешним признакам дефектов и повреждений.

Под надежностью строительных конструкций понимается сохранение во времени установленной нормами или проектом несущей способности, долговечности и вероятности отказа, характеризующих способность конструкции выполнять требуемые функции в заданных условиях применения.

В процессе эксплуатации конструкций происходит циклическое изменение их надежности, что связывается с изменчивостью величин нагрузок и изменением несущей способности вследствие различных повреждений.

 

 

Таблица 4            Возможности существующих методов оценки технического состояния эксплуатируемых конструкций

 

Поставленные задачи	Группы методов
	На основе параметрического подхода				На основе вероятностного подхода. По ширине раскрытия трещин	На основе прогноза. По регрессионной кривой
	Визуальный	Инструмен- тальный	Балльный	Контрольно- измерительный
1	2	3	4	5	6	7
1. Обеспечение быстрого сбора информации	Обеспечивает	Не обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает	Не обеспечивает
2. Оценка состояния конструкций	Обеспечивает не в полной мере	Обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает в отдельных случаях	Не обеспечивает	Обеспечивает при определенных условиях
3. Разработка рекомендаций по условиям эксплуатации (ремонт, усиление и т.п.)	Обеспечивает не в полной мере	Обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает в отдельных случаях	Не обеспечивает	Обеспечивает при определенных условиях
4. Организация целенаправленного и систематического наблюдения за конструкциями	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает	Обеспечивает при определенных условиях
5. Планирование текущих и капитальных ремонтов и профилактических мероприятий	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Обеспечивает при определенных условиях

 

6. Оценка технического состояния металлических конструкций

 

Техническое состояние конструкций оценивается по результатам обследований и проверочных расчетов конструкций. В необходимых случаях производятся испытания конструкций с целью уточнения их действующей работы. В результате обследования конструкций определяется соответствие фактических и проектных конструктивных решений, сечений элементов, соединений и узлов. При отсутствии технической документации на основании обмеров составляют обмерочные чертежи основных несущих конструкций со всеми необходимыми для проверочных расчетов и разработки проекта размерами. При обследовании выявляются также дефекты и повреждения конструкций. Под дефектами обычно понимают несовершенства конструкций, полученные на стадии проектирования, изготовления и монтажа. Повреждения появляются в процессе эксплуатации конструкций.

В результате обследований и испытаний уточняются расчетная схема конструкций, нагрузки, действующие на них, и качество материала. Если дефекты повреждения конструкций приводят к снижению несущей способности конструкций, то уточнение расчетной схемы, фактических нагрузок и качество материала может способствовать выявлению резервов их несущей способности.

По результатам проверочных расчетов конструкций выполненных с учетом дефектов и повреждений, а также возможных резервов несущей способности, дается оценка их технического состояния.

 

1. Характеристика эксплуатационных воздействий.

 

Дефекты, характеризующие начальное состояние конструкций, способствуют появлению повреждений. Последние возникают и развиваются во времени и зависят от срока и качества эксплуатации и интенсивности воздействий. Воздействия, приводящие к возникновению и развитию повреждений, могут быть разделены на три вида: силовые (механические), коррозионные, температурные.

Повреждения от силовых воздействий. Возникают в результате не соответствия расчетных предпосылок действительным условиям работы конструкций и нарушение правил технической эксплуатации. Эти повреждения могут быть вызваны:

• ошибками проектирования, связанные с неправильным определением нагрузок и внутренних усилий, подбором сечений элементов и конструкций узлов;
• отличием фактического напряженного состояния от расчетного;
• пониженными прочностными характеристиками основного и наплавленного металла, дефектами, приводящими к концентрации напряжений и способствующими усталостному и хрупкому разрушению;
• изменение сечений элементов, размеров сварных швов, числа болтов и заклепок при изготовлении, монтаже по сравнению с проектным;
• перегрузкой конструкций при монтаже и эксплуатации;
• нарушением при монтаже и эксплуатации схемы передачи нагрузок;
• нарушение правил технической эксплуатации – ударами транспортных грузов, вырезкой отверстий в элементах конструкций.

Повреждения от воздействия температуры. Могут быть результатом как непосредственного воздействия на металл, так и воздействием на конструкцию. При нагревании стальных конструкций до 2000С разрушается лакокрасочное покрытие, при температуре 300-4000С происходит коробление элементов конструкций, свыше 4000С – снижение модули упругости, а при температуре 600-7000С сталь полностью теряет несущую способность.

Повреждения от низких температур возникает в открытых не отапливаемых зданиях. К таким повреждениям относят хрупкие трещины в местах концентрации напряжений (сварные швы, фасонки ферм). Особенно велика опасность хрупкого разрушения для конструкций, выполненных из кипящей стали.

В результате температурных воздействий на статически неопределимые конструкции в них возникает дополнительные усилия.

 Повреждения от коррозионных воздействий. Проявляются в идее разрушения защитных покрытий и коррозии металла.

Преобладающим видом коррозии строительных металлических конструкций является атмосферная коррозия. Коррозионные разрушения могут быть двух видов: общими и местными.

В результате общего коррозионного разрушения поверхности металла уменьшается площадь поперечного сечения элемента и снижается несущая способность. При местной коррозии потери металла значительно меньше, но возникает концентрация напряжений, что увеличивает опасность хрупкого разрушения.

В эксплуатационных конструкциях при обследовании необходимо обратить внимание на элементы и узлы, имеющие неудачную конструктивную форму, которая способствует накоплению пыли и влаги (опорные узлы ферм, необетонированные базы колонн и т.п.).

 Конструкции, составляющие каркас  здания, испытывают воздействия  разного вида; различаются типами  сечений и напряженного состояния. Наиболее поврежденными являются конструкции покрытий (прогоны, стропильные фермы), имеющие относительно тонкостенные сечения и элементы большой длины. Наименьшее количество повреждений имеют колонны зданий, что объясняется более мощными сечениями, малой гибкостью, видом напряженного состояния и существующими резервами несущей способности.

 

2. Резервы несущей способности

 

Резервы несущей способности выявляются в результате уточненных расчетов, в которых более полно и правильно учитываются факторы, определяющие

несущую способность конструкции: нагрузки, прочность стали, расчетная схема.

Перерасчет существующих конструкций по действующим нормам может выявить резервы несущей способности в результате совершенствования нормативных документов за время, прошедшее с начала проектирования.

Уточнение нагрузок. Уточнение действующих нагрузок и воздействий проводится на основании анализа технической документации и технологического процесса, а также данных ближайшей метеостанции и натурных обследований.

Нагрузка от кровли определяется по результатам вскрытия кровли и часто превышает проектную. Это объясняется большей толщиной и плотностью утеплителя и цементной стяжки. К увеличению нагрузки приводит и нарушение правил ремонта кровли (наложение дополнительных слоев рубероида без снятия поврежденных).

Уточнение снеговой нагрузки в результате местных метеорологических условий, подтаивания, сдувание и перенос могут позволить снизить расчетную снеговую нагрузку.

Расчетная ветровая нагрузка может быть снижена в результате учета новой застройки, фактической ориентации здания на местности.

Возможность уменьшения расчетной вертикальной нагрузки от мостовых кранов определяется особенностью технологического процесса, может быть снижена за счет ограничения приближений тележки кран и сближения кранов.

Оценка качества стали. Качество стали, эксплуатируемых металлических конструкций, определяется на основании анализа рабочих чертежей и заводских сертификатов. Устанавливаются марки стали и расчетные сопротивления. В случае отсутствия или недостающих сведений проводят испытания металла.

Свариваемость стали является комплексной характеристикой, включая в себя прочность соединения и различные условия работы, сопротивляемость образованию холодных и горячих трещин, хладноломкости и др. В эксплуатационных сварных конструкциях косвенной оценкой свариваемости металла является состояние сварных соединений. Если при обследовании не обнаружено трещин, вызванных самой сваркой, то дополнительных оценок свариваемости можно не проводить

Поверочные расчеты конструкций. Эти расчеты выполняются с учетом выявленных дефектов и повреждений, уточненных нагрузок, расчетных схем, прочность металла.

 

3. Результаты оценки технического состояния конструкций

 

На основании результатов обследований и проверочных расчетов конструкций дается оценка их технического состояния. Эта оценка должна определить возможность дальнейшей эксплуатации конструкций, необходимость проведения мероприятий по ремонту и увеличения их несущей способности. Учет фактического состояния конструкций и условий эксплуатации позволяет установить для сохраняемых конструкций менее жесткие ограничения смещения и гибкости элементов, чем для новых. При этом основным критерием является возможность нормальной эксплуатации конструкций в конкретных условиях.

Различаю три типа состояния здания, а также отдельных конструктивных элементов и узлов:

• работоспособное – несмотря на имеющееся отступления от норм, государственных стандартов и технической документации нормальная эксплуатация конструкций обеспечивается в конкретных условиях рассматриваемого здания;
• ограниченно работоспособное - для обеспечения функционирования конструкций необходимо проведение специальных мероприятий по контролю за состоянием конструкций, параметров технологического процесса нагрузок или для условий эксплуатации;
• неработоспособное – существующее или прогнозируемое по расчету состояние конструкций является одним из предельных состояний  и без усиления конструкций не может быть допущено к эксплуатации.

Для реконструируемых производственных зданий, где планируется изменение величины и схемы нагрузок, прогнозируемое по расчету состояние часто превышает предельное.

Вопрос замены конструкций или их сохранение с последующим усилением решается по результатам технико-экономического анализа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. Бедов А.И., Сапрыкин В.Ф. Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений: Учебное пособие. – М.: Изд-во АСВ. 1995 – 192 с. ил.

2. Металлические конструкции. Общий курс: Учебник для ВУЗов/ под ред. Ю.И Кудишина, 8-е издание, - М.: Издательский центр «Академия», 2006г.- 688с.