Под воздействием постоянных и переменных нагрузок в зданиях могут возникать деформации. Они подразделяются на местные, когда перемещения, прогибы или повороты происходят в узлах и конструкциях, и общие, когда перемещается и деформируется здание в целом. В свою очередь, деформации могут быть остаточными и упругими, исчезающими при снятии нагрузки.
Для измерения местных деформаций используются различные системы прогибомеров и индикаторы часового типа.
Общие деформации здания являются следствием просчетов в подборе фундаментов, что приводит к неравномерной осадке различных частей здания, а также к нарушениям эксплуатационного режима - замачиванию грунтов вследствие аварии сетей водо- и теплоснабжения, изменению гидрогеологических условий.
Для измерения осадок, кренов, смещений зданий используют методы инженерной геодезии. Смысл диагностики заключается в сопоставлении отметок реперов и осадочных марок. Реперы закладываются на такую глубину, чтобы их основанием служили практически несжимаемые грунты. Их располагают вокруг здания на расстоянии 30-100 м.
Осадочные марки устанавливают в фундаменты по периметру здания. Положение их осей выносят на стены и фиксируют несмываемой краской. С помощью нивелирования определяют характер общих осадок для различных участков здания (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Схемы определения осадки зданий и кренов
а - схема регистрации осадки здания: Роп - опорные репера; ОМ - осадочные марки; б, в - определение крена здания методом измерения горизонтальных углов: А, А1 - центры знаков на расстоянии 30-50 м от здания; С, С1 - удаленные знаки; В - марка на верхней части здания; g, g1 - измеряемые углы
Крены зданий фиксируют боковым нивелированием или измерением горизонтальных углов. Использование клинометров и кренометров позволяет получить более точные характеристики деформаций. Для измерения наклонов используют точные уровни с измерительным винтом.
Линейная величина частных кренов, мм, определяется по зависимостям (рис. 2.8,б)
где g, g1 - приращение угла в одну сторону; L, L1 - расстояние от сооружения до знака; r - коэффициент перевода углов в линейное значение.
Измерение сдвигов зданий осуществляется с помощью теодолита. При этом боковое смещение измеряют от прямых линий, фиксируемых вдоль периметра здания. В качестве линии отсчета используют струну или лазерный луч.
Более точным средством регистрации деформаций является метод фотограмметрии, который позволяет получать графическое изображение объекта с параметрами отклонений различных его точек.
Особое внимание при диагностике технического состояния зданий отводится оценке геометрического положения несущих и ограждающих конструкций, узлов и сопряжений, деформаций в виде прогибов, угловых смещений и т.п. Эти параметры измеряются традиционными методами и сравниваются с допустимыми значениями.
В местах, неудобных для геометрического нивелирования из-за стесненности условий работ, используется гидростатическое нивелирование. Гидростатический прибор подвешивается к высотным маркам и по разности отсчетов по соседним трубкам определяется величина превышений. Точность измерений составляет 0,1 мм.
После регистрации деформаций отдельных конструкций производят сравнение с допустимыми значениями (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Значение предельно допустимых прогибов
| № п.п. | Элементы конструкций | Предельно допустимые прогибы |
| Железобетонные перекрытия с плоским потолком при пролете, м: | ||
| l < 6 | 1/200 | |
| 6 < l < 7,5 | 3 см | |
| l > 7,5 | 1/250 | |
| Перекрытия с ребристым потолком, м: | ||
| l < 5 | 1/200 | |
| 5 < l < 10 | 2,5 см | |
| l > 10 | 1/400 | |
| Металлические балки перекрытий при пролете, м: | ||
| l < 6 | 1/250 | |
| 6 < l < 7,5 | 2 см | |
| 7,5 < l < 10 | 1/400 | |
| Стеновые панели самонесущие при пролете, м: | ||
| l < 6 | 1/200 | |
| 6 < l < 7,5 | 3 см | |
| l > 7,5 | 1/250 |
Данные измерений деформаций представляют в виде исполнительной схемы и журнала изменений. Они используются для составления заключения о техническом состоянии здания.
Вопросы для самоконтроля
1. Во сколько этапов проводится обследование зданий при реконструкции?
2. Какие документы необходимы для обследования зданий?
3. Для чего проводятся инженерно-геологические изыскания?
4. Какими приборами пользуются для определения дефектов конструкций?
5. Для чего используют прибор тепловизор?
6. Какие способы обследования применяют для оценки железобетонных конструкций?
7. Какими методами и приборами определяется сдвиг здания?