Лекция 15
1. Определение характеристик материалов
бетонных и железобетонных конструкций
В бетонных и ж/б СК прочность бетона определяют механическими методами неразрушающего контроля по ГОСТ 22690, ультразвуковым методом по ГОСТ 17624, а также определение прочности по образцам, отобранным из конструкций, по ГОСТ 28570.
Для определения прочности бетона целесообразно предварительно любым из перечисленных методов обследовать бетон по его поверхности в расчетных сечениях СК с целью выявления возможного наличия зон с различающейся прочностью бетона.
Участки испытания бетона при определении прочности в группе однотипных конструкций или в отдельной конструкции должны располагаться:
– в местах наименьшей прочности бетона, предварительно определенных экспертным методом;
– в зонах и элементах конструкций, определяющих их несущую способность;
– в местах, имеющих дефекты и повреждения, которые могут свидетельствовать о пониженной прочности бетона (повышенная пористость, коррозионные повреждения, температурное растрескивание бетона, изменение его цвета и пр.).
Число участков при определении прочности бетона следует принимать не менее:
3 – при определении прочности зоны или средней прочности бетона конструкции;
6 – при определении средней прочности и коэффициента изменчиваемости бетона конструкции;
9 – при определении прочности бетона в группе однотипных конструкций.
Число однотипных конструкций принимается не менее трех.
Расчетные и нормативные характеристики бетона определяют в зависимости от условного класса бетона по средней прочности на сжатие:
– В=0,8Rср;
– В=0,7Rср;
где Rср – средняя кубиковая прочность бетона в группе однотипных конструкций, в конструкции или в отдельной ее зоне.
|
|
Для определения армирования железобетонных конструкций, расположения арматурных стержней и их диаметра, толщины защитного слоя бетона используют:
– магнитный метод;
– радиационный метод;
– контрольное вскрытие бетона с обнажением арматуры для непосредственного замера диаметра и количества стержней, оценки класса арматуры по рисунку профиля и определения остаточного сечения стрежней, подвергшихся коррозии.
Число вскрываемых конструкций должно быть не менее трех.
При определении прочности арматуры по данным механических испытаний число стержней одного диаметра и одного профиля для однотипных конструкций должно быть не менее трех.
В связи с тем, что арматурные стали одной марки или класса имели в действовавших в разные годы нормативных документах разные величины расчетных сопротивлений, при обследовании необходимо определять годы проектирования и постройки здания или сооружения.
При обследовании конструкций после пожара необходимо установить:
– время обнаружения пожара;
– зону распространения пожара и время интенсивного горения;
– температуру в помещениях во время пожара;
– место нахождения очага пожара;
– средства тушения пожара;
– максимальную температуру нагрева бетона, арматуры, закладных деталей и сварных соединений;
– распределение температуры по участкам конструкций во время пожара.
Следует учитывать возможное снижение прочности бетона и арматуры в зависимости от температуры нагрева.
|
|
2. Определение характеристик материалов
металлических конструкций
При обследовании МК необходимо определить качество стали, из которой изготовлены конструкции, т.е. установить марку стали и ее соответствие расчетным характеристикам. Для этого необходимо определить следующие характеристики стали:
§ марку стали в соответствии с ГОСТ или ТУ на поставку металла;
§ прочностные характеристики стали – предел текучести или временное сопротивление;
§ пластичность – относительное удлинение и относительное сужение;
§ склонность к хрупкому разрушению – величину ударной вязкости;
§ свариваемость (в необходимых случаях).
Исходными материалами для оценки качества стали являются рабочие чертежи и сертификаты на металл, а также нормативные документы, действовавшие в период возведения объекта.
При отсутствии рабочих чертежей или сертификатов определение качества стали производят путем лабораторного исследования образцов, изготовленных из проб, отобранных из обследуемых конструкций.
При лабораторном исследовании стальных образцов определяют химический состав, механические характеристики стали.
Пробы из элементов стальных конструкций отбирают в местах с наименьшими напряжениями. При отборе проб должна быть обеспечена прочность обследуемого элемента конструкции.
Порядок отбора проб (стружки) для определения химического состава стали производят в соответствии с ГОСТ 7565. Химический анализ стали выполняют в соответствии с ГОСТ 225360.
Порядок отбора проб для механических испытаний образцов производят в соответствии с ГОСТ 7564. Изготовление образцов и их испытание на растяжение выполняют в соответствии с ГОСТ 1497.
|
|
Нормативные значения предела текучести или временного сопротивления стали определяют на основании результатов испытаний стальных образцов, отобранных из конструкции и испытанных в соответствии с ГОСТ 1497.
Марку стали устанавливают на основании химического (или спектрального) анализа путем сопоставления с нормами действующих стандартов.
Расчетные сопротивления стали R у находят путем деления нормативных значений на коэффициент надежности по материалу gм:
§ для конструкций, изготовленных до 1932 г. – gm = 1,2;
§ для конструкций, изготовленных в 1932…1982 г.г. – gm = 1,1;
§ для конструкций, изготовленных после 1982 г. – по СниП II-23-81*(по его актуализированной версии СП).
3. Определение характеристик материалов
каменных конструкций
При разрушающих методах физико-механические свойства каменных материалов стен и фундаментов определяют испытанием образцов и проб, изъятых непосредственно из тела обследуемой конструкции.
Отбор кирпича, камней и раствора из стен и фундаментов производят из ненесущих или слабонагруженных элементов конструкций.
Прочность (марку) полнотелого и пустотелого глиняного обыкновенного и силикатного кирпича определяют разрушающим способом по ГОСТ 8462. Прочность (марку) раствора кладки при сжатии, взятого из швов наиболее характерных участков стен, определяют по ГОСТ 5802.
Расчетные сопротивления каменной кладки принимают по СНиП II-22-81*(по его актуализированной версии) в зависимости от вида и прочности кирпича и раствора, определенных при испытании образцов, отобранных из конструкции и испытанных разрушающими методами.
4. Определение характеристик материалов
деревянных конструкций
Для взятия проб из конструкций деревянных перекрытий необходимо производить их вскрытие. Число мест вскрытий должно составлять не менее трех при обследуемой площади до 100 м2 и не менее 5 при большей площади. Вскрываться должны полы, стяжки, подготовка под полы, гидроизоляция, утеплитель, подшивка, штукатурка.
Для определения физико-механических характеристик древесины из ненагруженных или слабонагруженных частей деревянных конструкций, имеющих повреждения и дефекты, высверливают керны или выпиливают бруски длиной 150…350 мм. Бруски в последующем используют для изготовления образцов, размеры которых устанавливают соответствующим ГОСТом для каждого вида испытаний.
Отобранные образцы маркируются, помещаются в полиэтиленовые пакеты и отправляются на лабораторные исследования. Места отбора образцов фиксируются на схемах конструкций, которые затем прикладываются к актам с результатами испытаний образцов древесины.
Элементы деревянных конструкций, из которых выпилены бруски древесины, подлежат восстановлению или усилению. Влажность древесины определяют по ГОСТ 164837 и ГОСТ 16588.
При обследовании и отборе проб из стропил особо тщательно следует обращать внимание на участки с местами протечек кровли.
Вскрытие деревянных конструкций при их обследовании производят в первую очередь в местах протечек: у наружных стен, в опорных участках балок, в местах прохода коммуникаций и т.д.
Глубину биоповреждений древесины грибком следует определять путем стесывания пораженной древесины до здоровой структуры.
При обследовании стропил в обязательном порядке должны определяться прогибы (провисания) поясов, затяжек и собственно стропил. Особенно тщательно следует обследовать узлы опирания стропил на стены для оценки их состояния возможным поражением гнилью.
Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон определяют по ГОСТ 16483.10, а при сжатии поперек волокон – по ГОСТ 16483.11, при статическом изгибе – по ГОСТ 16483.3.
Расчетные сопротивления древесины деревянных конструкций, не пораженных гнилью, принимают по СНиП II-25-82 (по его актуализированной версии) как для новой древесины. При поверхностном разрушении древесины гнилью размеры сечения деревянных элементов уменьшают на толщину слоя, пораженного гнилью. Кроме того, в случае эксплуатации деревянных конструкций во влажной среде, при расчете следует вводить понижающий коэффициент 0,8.
5. Нагрузки и воздействия
Нормативные значения нагрузок, действующих на несущие конструкции, определяют на основании имеющейся проектно-технической документации или технического задания. При сборе временных нагрузок на конструкции следует учитывать следующие возможные их виды:
§ нагрузка от веса стационарного оборудования (техпаспорт на оборудование);
§ нагрузка от веса складируемого материала;
§ нагрузка от мостовых и тельферных кранов и другого подъемного оборудования;
§ нагрузка от веса ремонтных материалов и перемещаемого оборудования;
§ нагрузка от временных равномерно распределенных нагрузок;
§ нагрузка от ветра;
§ нагрузка от снега.
При сборе постоянных нагрузок на конструкции следует учитывать:
§ собственный вес несущих и ограждающих конструкций;
§ вес полов, внутренних стен, опирающихся на несущие конструкции;
§ вес технологической пыли, скапливающейся на покрытии и конструкциях.
Нагрузки от собственного веса несущих конструкций определяют по чертежам, а при их отсутствии – по результатам обмеров, полученным при обследовании.
Постоянные нагрузки на конструкциях покрытий и перекрытий (звуко- и теплоизоляционные материалы, стяжки, гидроизоляция кровель, покрытие полов) определяют по результатам вскрытий с определением плотности и толщины слоев или по результатам взвешиваний материалов на вырезанных участках площадью от 0,04 до 0,25 м2. При этом число вскрытий должно быть не менее трех на этаж и не менее шести – на 500 м2 площади.
По результатам вскрытий вычисляется нормативная нагрузка
где qm – среднее арифметическое значение нагрузки, полученной по всем вскрытым участкам;
ta – коэффициент Стьюдента, зависит от числа испытаний, изменяется от величины 6,31 при одном испытании и 1,68, 1,64 при сорока и более испытаний соответственно;
n – число вскрытых участков;
S – среднее квадратическое отклонение результатов взвешивания.
где qi– вес i -го образца.
Коэффициент ответственности по нагрузкам от собственного веса всех типов конструкций принимается равным 1,1.