double arrow

ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КАМЕННЫХ, КРУПНОБЛОЧНЫХ И КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ВОЗДЕЙСТВИЙ


ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ

5.1. Лица, проводящие обследование конструкций зданий, должны соблюдать правила техники безопасности ведения работ. Для этого перед началом работ они должны пройти инструктаж по технике безопасности, знать наиболее опасные места, угрожающие обрушением, а также насыщенные действующим оборудованием, транспортными средствами, токопроводящими линиями и оборудованием, находящимися под напряжением, зоны интенсивного выделения тепла, пара, газов.

5.2. Инструктаж выполняется лицами, ответственными за технику безопасности предприятия или цеха и оформляется документально. Ответственность за безопасное ведение работ несет руководитель организации, выполняющей обследование.

5.3. Перед обследованием конструкций намечается план безопасного ведения работ, как с временным прекращением эксплуатации, так и без прекращения эксплуатации здания или отдельных его участков. План должен предусматривать мероприятия, исключающие возможность внезапного обрушения конструкций, поражения людей газом, током, паром, огнем, наезда транспорта и т.п.

5.4. Лица, выполняющие обследование, должны обеспечиваться спецодеждой и защитными средствами (касками, очками, накидками, резиновыми сапогами, перчатками, противогазами, респираторами и т.п.) в соответствии с действующими нормами, а при работе на высоте более 1,5 м предохранительными поясами. Лица, не имеющие необходимой для данных условий спецодежды или защитных средств, к работе не допускаются.

5.5. Измерения деформаций конструкций (прогибов, наклонов, выпучивания) в опасных и труднодоступных местах, а также при длительном наблюдении рекомендуется выполнять с помощью дистанционных приборов, позволяющих вести измерения (наблюдения) на расстоянии, без непосредственного контакта с обследуемой конструкцией.

5.6. Места измерения должны иметь хорошее освещение и, в случае необходимости, ограждение, исключающее возможность падения людей с высоты или контакта их с действующим оборудованием и коммуникациями.

5.7. Применяемые для измерения лестницы, временные помосты и т.п. должны надежно закрепляться к конструкциям зданий. Одновременный подъем и спуск по лестнице двух и более человек не допускается.

5.8. При обследовании конструкций с мостового крана не разрешается находиться на мосту крана при его движении.

5.9. Работы в зоне источников тока или оборудования, находящегося под напряжением, разрешается производить только после их обесточивания.

5.10. При обследовании конструкций в сильно запыленных или задымлённых цехах и помещениях должны использоваться защитные очки, накидки и респираторы, а при наличии агрессивных или токсичных газов используются противогазы.

5.11. Измерительные приборы, включаемые в сеть, должны быть заземлены. Места подключения приборов в сеть согласовываются с руководством обследуемого объекта.

Характерные случаи повреждений конструкций каменных, крупноблочных и крупнопанельных зданий (стен, столбов, пилястр, перемычек, сводов, панелей, блоков, перекрытий, фундаментов и т.п.) при различных видах воздействий приводятся в табл. 9 и на рис. 9-20.

Рис. 11. Напряженное состояние (sу) и повреждения кладки опор перемычек и балок при изгибе (g) и внецентренном сжатии (е)

а - при заделке в кладку; б - то же, при опирании

1 - трещина; 2 - раздробление кладки

Рис. 12. Образование трещин сдвига (среза) dт в стенах

а - в местах сопряжения разнонагруженных (разнодеформируемых) стен; б - в местах нависания кладки (а); t - касательные; sу - нормальные напряжения

Рис. 13. Напряженное состояние (sх) и повреждения элементов каменных, блочных и панельных стен при действии горизонтальных сил N (температура, усадка и т.п.)

а, б - простенков (блоков) при частичном (а < в) и сплошном (а = в) опирании перемычек;

в - пилястр; г - стеновых панелей при платформенном опирании на перекрытие; д - то же, при растяжении и сдвиге в плоскости стены

1 - простенок (блок); 2 - пилястра; 3 - панель (блок); 4 - перемычка; 5 - балка; 6 - плита перекрытия; 7 - трещина; 8 – скол

Рис. 14. Отклонение от вертикали (а) и выпучивание стен из плоскости (б)

Рассмотрены следующие виды нагрузок и воздействий:

- вертикальные и горизонтальные нагрузки (постоянные, временные и особые);

- динамические воздействия (вибрация, импульсные и ударные);

- температурно-влажностные воздействия;

- неравномерные осадки фундаментов;

- огневое воздействие при пожаре;

- эрозия и коррозия конструкций при физическом и химическом действии окружающей среды.

Для рассмотренных случаев повреждений в табл. 9 приводятся указания по расчетной оценке несущей способности поврежденных конструкций. На рис. 9-20 помимо повреждений конструкций (трещины, сколы, раздробления) показаны также эпюры нормальных и касательных напряжений, которые вызывают эти повреждения, а также направление перемещений конструкций (сдвиги, повороты, осевые перемещения) при действии вертикальных и горизонтальных сил и изгибающих моментов.

Рис. 15. Деформации и повреждения каменных конструкций при действии горизонтальных сил

а - подпорная стенка; б - фундамент; в - каменный свод

Рис. 16. Напряженное состояние (nt), деформации (Ut) и развитие трещин в стенах каменных зданий при температурно-влажностных воздействиях

а - при отсутствии продольного армирования стен (поясов); б - то же, при армировании на длине lак (заштриховано)

Рис. 17. Деформации и развитие трещин в стенах зданий при различных формах просадок грунта

а - на длине здания z выпуклостью вверх; б - то же, вниз; в - при местной просадке грунта на длине lo £ H

Рис. 18. Деформации и развитие трещин в стенах зданий

а - при отрытии траншей или котлована вблизи здания при lк < lj + 1 м; б - при пристройке нового здания большей высоты (Н2 > H1)

1 - старое здание; 2 - новое здание; 3 - осадочный шов

Рис. 19. Деформации и развитие трещин в поперечных стенах здания

а - при просадке фундамента средней стены; б - при осадках фундаментов стен вследствие понижения уровня грунтовых вод при дренаже

1 - уровень грунтовых вод до дренажа; 2 - то же, после дренажа; 3 - дренажная труба

Рис. 20. Повреждение кирпичных стен при динамических воздействиях

1 - стена; 2 - колонна; 3 - перемычка; 4 - источник вибрации; 5 - трещина; 6 - разрушение кладки опор; 7 - расслоение кладки


Таблица 9

Конструкции Повреждения и дефекты Причины повреждений и дефектов Оценка несущей способности
Вертикальные нагрузки (постоянные, временные, особые)
Стены, простенки, столбы, пилястры, фундаменты каменных зданий Вертикальные трещины 0,1-0,5 мм, пересекающие два и более рядов кладки, при числе трещин две и более на 1 м ширины или толщины элемента (рис. 9) Перегрузка конструкций вследствие: - недостаточной прочности кирпича, камня и раствора; - снижения прочности кладки при увлажнении, размораживании, эрозии и коррозии; - дефектов при строительстве и проектировании По нормам и формуле (4) с учетом фактической прочности материалов, размеров и коэффициентов Ктс по табл. 5
Опоры перемычек, балок, ферм на каменные стены, столбы, пилястры Трещины, раздробления, сколы кладки под опорами балок при внецентренном сжатии или повороте концов балок при прогибе (рис. 10, 11) Местное повреждение кладки: - при значительной перегрузке опор вертикальной нагрузкой; - при большом эксцентриситете опорной реакции (внецентренное сжатие); - при повороте концов балок на опорах (заделанных или свободно опертых); - при прогибе; - при смещении балок и плит на опорах То же, с учетом коэффициентов Ктс по табл. 6
Сопряжение продольных поперечных несущих стен: каменных, крупноблочных, крупнопанельных Вертикальные и наклонные трещины сдвига (среза) в верхних этажах многоэтажных зданий с раскрытием до 5-10 мм в местах сопряжения разнонагруженных стен из однородных материалов или стен из разных материалов с разными деформативными свойствами (рис. 12, а) - Разная величина вертикальных перемещений (опрессовки) стен из однородных материалов и из материалов с различными деформативными свойствами при длительном действии нагрузки (влияние ползучести); - то же при колебаниях температуры, влажности и солнечной радиации (для наружных стен); По нормам с учетом фактических размеров высоты и деформативных свойств материалов стен
То же, пилястр со стеной Вертикальные трещины сдвига и отрыва от продольной стены в верхней части пилястры (рис. 13, в) - температурные деформации балок, ферм  
Слоистые стены, перегородки каменных, крупноблочных, крупнопанельных зданий Отслоение облицовки: - из кирпича, керамических камней и плит (рис. 12, б); - керамических и стеклянных плиток; - фактуры из цементного раствора и бетона. Продольное расслоение кладки Различная деформативность слоев кладки, облицовки и многослойных панелей при длительном действии нагрузки вследствие различия их физико-механических свойств и ползучести (недостаточная прочность раствора) По нормам с учетом фактической прочности материалов и площади сечения неповрежденной части кладки (за вычетом отслоения)
Стены, столбы, перегородки каменных зданий Выпучивание стен и столбов, перегородок из плоскости (рис. 14) - Значительные эксценриситеты вертикальных нагрузок; - большая гибкость стен, столбов и перегородок; - дефекты вследствие плохого качества строительных работ По нормам с учетом фактической гибкости конструкций и эксцентриситетов вертикальных сил
Нависание и уступы каменной кладки и облицовки из камней правильной формы над цоколем и в местах устройства горизонтальных штраб Вертикальные продольные трещины (среза) наружного слоя в местах нависания (уступа) кладки или облицовки (рис. 12, б); - отслоение, выпучивание и обрушение наружных слоев кладки и облицовки; - местное раздробление отдельных камней в местах нависания Местное смятие кладки в местах уступов или ослабления кладки горизонтальными штрабами; появление скалывающих напряжений на границе между обжатым и необжатым (нависающим) сечением кладки По нормам с учетом разной деформативности обжатой и необжатой кладки
Перемычки каменные рядовые, клинчатые, арочные V-образное раскрытие трещин в пролете арочных и клинчатых перемычек с выпадением отдельных камней: - отслоение нижних рядов перемычек Перегрузка вертикальной нагрузкой; - горизонтальные и вертикальные перемещения опор сводов, арок По нормам с учетом фактической прочности материалов, сечения и геометрии перемычек, горизонтальных и вертикальных перемещениях опор
Своды, арки каменные V-образное раскрытие трещин в середине и четвертях пролета с раскрытием понизу до 5-10 мм; - раздробление отдельных камней в замке, четвертях пролета и на опорах; - выпадение отдельных камней (рис. 15, в), продольные, поперечные и наклонные трещины по отношению к образующей свода с раскрытием до 1-2 мм То же По нормам с учетом фактической прочности материалов, сечения и геометрии сводов, арок, горизонтальных и вертикальных перемещений опор
Горизонтальные нагрузки (постоянные, временные, особые)
Стены, перегородки из камней и блоков, подпорные стены, стены подвалов V-образные горизонтальные трещины в растянутой и раздробление кладки в сжатой зоне сечения при внецентренном сжатии; - наклоны, выпучивание и опрокидывание стен и перегородок по направлению действия горизонтальных сил (рис. 15); - сдвиги кладки по горизонтальным швам или косой штрабе; - смещение балок, плит, ферм на опорах; - местное повреждение кладки в местах заделки затяжек, анкеров, распорок Перегрузка стен и перегородок при совместном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок (распор, давление грунта и т.п.); - недостаточная гибкость и устойчивость стен при опрокидывании; - недостаточное закрепление перегородок по контуру; - недостаточное сцепление камней (блоков) с раствором; - отсутствие или разрыв анкерных связей балок и перекрытий; - недостаточная заделка в кладку концов затяжек или анкеров По нормам и формуле (4) с учетом фактической прочности материалов, сечения элементов и коэффициентов Ктс по табл. 5, 6
Температурно-влажностные воздействия и усадка
Стены, перекрытия каменных, крупнопанельных и крупноблочных зданий Вертикальные трещины 0,1-3 мм в кладке, блоках и перемычках панелей нижних этажей продольных стен: - по концам армированных перемычек, балок, плит, поясов (рис. 13 а, б и 16); - разрыв стен в середине здания с образованием сквозных трещин с раскрытием до 10 мм и более; - сколы опорных поверхностей платформенных стыков несущих панельных стен (рис. 13, г); - разрыв или большие деформации продольных связей панелей Продольные температурно-влажностные деформации и усилия в стенах и перекрытиях зданий, возникающие при годовых колебаниях средних температур сечения В соответствии с рекомендациями [11], [12]
  Косые трещины в углах проемов крайних стеновых панелей нижних этажей (рис. 13, д) Перекос панелей в плоскости стены вследствие разных по высоте температурных деформаций перекрытий этажей То же
  Раскрытие вертикальных и горизонтальных стыков и трещин наружных крупнопанельных и крупноблочных стен в отапливаемый период Температурные деформации стеновых панелей и блоков из плоскости стены при наличии перепада температуры по толщине »
Стеновые панели, блоки, облицовка и штукатурка стен Сетчатые (мозаичные) трещины 0,1-0,2 мм, глубиной до 5-6 см на поверхностях панелей и блоков Неравномерное по толщине остывание и высыхание панелей и блоков при изготовлении, эксплуатации и при периодическом высокотемпературном технологическом или радиационном нагреве поверхностей  
  - Отслоение облицовки, штукатурки; - шелушение и растрескивание поверхности Периодический высокотемпературный нагрев (горячие цеха) в сочетании с увлажнением  
Неравномерные осадки и местные просадки фундаментов
Продольные стены, фундаменты, перегородки, перекрытия каменных, крупнопанельных и крупноблочных зданий V-образные вертикальные сквозные трещины по высоте здания по сплошным и ослабленным проемами участкам (сечениям) стен и стыкам панелей и блоков с раскрытием вверху до 10 мм и более (рис. 17, а); в цоколе и фундаментах трещины отсутствуют; - отрыв и смещение на опорах сборных перемычек, балок, плит перекрытий; - трещины по контуру перегородок Изгиб стен здания как балок на упругом основании (растяжение вверху, сжатие внизу при неравномерных осадках фундаментов по кривой выпуклостью вверх (рис. 17, а) По нормам и формулам (4) с учетом фактической прочности материалов, сечений
То же Вертикальные и наклонные трещины при сдвиге по высоте здания столбов и простенков или сплошных участков, выделенных трещинами (рис. 17, б): - трещины по телу и контуру стеновых панелей и перегородок; - косые трещины в перемычках между проемами; - трещины и сколы в железобетонных перемычках и кладки в местах опирания на стены Вертикальное смещение (сдвиг) несущих простенков и столбов или сплошных участков стен, выделенных вертикальными или наклонными трещинами, перекосы стеновых панелей и перегородок при неравномерных осадках фундаментов по кривой выпуклостью вниз (рис. 17, б) То же
  Сквозные трещины параболического очертания (рис. 17, в) с раскрытием до 10 мм и более: - отрыв и смешение простенков и столбов нижних этажей; - трещины в перемычках; - трещины по телу и контуру стеновых панелей, блоков и перегородок; Местный отрыв и осадка нижней части продольных стен при местной просадке фундаментов с образованием в стенах разгружающих арок и сводов параболического очертания; То же
  - вертикальные трещины 0,1-0,5 мм в простенках, расположенных вблизи места просадки фундаментов - Значительная перегрузка простенков вблизи просадки вследствие перераспределения вертикальных нагрузок от веса стен и перекрытий, лежащих над разгружающими сводами и арками (рис. 17, в, заштриховано) То же, с учетом Кст по табл. 5
  - вертикальные и косые трещины в стенах и межоконных перемычках торцовой части зданий (рис. 18); - наклоны и выпучивание стен из плоскости; - V-образные горизонтальные трещины Осадки фундаментов торцов вследствие смещения грунта при близком расположении глубоких траншей и котлованов; дренажной сети; - дополнительная опрессовка грунтов торцовой части от веса пристраиваемого здания -
То же, поперечные стены, фундаменты, перегородки, перекрытия Наклонные трещины в каменных стенах, по телу и контуру стеновых панелей и перегородок с раскрытием до 10 мм (рис. 19) - разрыв горизонтальных связей стеновых панелей; - наклоны перекрытий Неравномерные осадки фундаментов продольных стен и местные просадки фундаментов поперечных стен -
Динамические воздействия
Стены, фундаменты, перегородки, перекрытия каменных зданий Вертикальные и наклонные трещины в сплошных стенах, в углах и перемычечных поясах проемов Неравномерные осадки фундаментов вследствие дополнительного уплотнения грунтов при динамических воздействиях (вибрации, ударах)  
  Местное повреждение кладки в углах и под концами балок, сборных перемычек, плит перекрытий Повышенный уровень колебаний в углах зданий и проемов  
  Образование в кладке над проемами наклонных сходящихся трещин (разгружающих сводиков, рис. 20) Разрушение при вибрации кладки опор и оседание концов балок и перемычек  
  Расслоение по швам кладки над перемычками и в местах опирания и заделки в стены подкрановых балок Нарушение сцепления кирпича с раствором при вибрации и ударах  
  Прогрессирующее развитие трещин по длине и высоте в стенах Колебания стен в местах ослабления кладки трещинами  
То же, крупноблочных, панельных зданий Трещины по контуру стеновых панелей, блоков и перегородок; - повреждение и разрушение раствора (бетона) замоноличивания вертикальных и горизонтальных стыков (швов) панелей, блоков и перегородок Повышенный уровень колебаний по ослабленному сечению (в стыках и швах)  
Огневое действие при пожаре
Стены, столбы, перегородки, своды каменных, крупноблочных и панельных зданий Отслоение штукатурки; - шелушение поверхности и бетона; - отслоение лещадок камней и бетона; - сколы углов проемов бетонных панелей; - разрушение и выпучивание перегородок; - уменьшение прочности раствора кладки при нагреве свыше 200-250 °С - Термическое разрушение или повреждение защитных и отделочных слоев, поверхностных слоев кладки и бетона при действии огня во время пожара и воды при пожаротушении; - значительное различие температурных деформаций разнонагретых слоев кладки и бетона (значительные перепады температуры по толщине) По нормам и формуле (4) с учетом фактической прочности и сечения материалов и коэффициента Кст по табл. 7
  Уменьшение расчетного сопротивления арматуры и стали при нагреве свыше 150 °С; - прогибы железобетонных и стальных балок, перемычек, ферм Изменение механических и упругих свойств стали при нагреве  
Эрозия (выветривание) кладки и бетона (физическое действие среды)
Стены, столбы, своды, перекрытия и фундаменты каменных, крупнопанельных зданий Структурное разрушение материала конструкций (распучивание с увеличением объема, расслоение, образование лещадок и т.п.) - Морозное повреждение увлажненной кладки и бетона зимой при переменном замораживании и оттаивании вследствие: - затекания воды внутрь или на поверхности конструкций; - диффузионного увлажнения ограждающих конструкций зданий с влажным и мокрым режимами эксплуатации  
  Продольное расслоение кладки стен и простенков; - отслоение облицовки и штукатурки Периодическое затекание воды в кладку с последующим высыханием в теплый период года или замерзанием зимой с образованием линз льда в слоях и подштукатуркой; - накопление и кристаллизация под облицовкой (штукатуркой) солей  
  Ослабление (разрыхление) структуры и сечения конструкций текущей и фильтрующей водой Вымывание растворимых солей (извести, гипса и др.) при фильтрации воды; - размыв неводостойких материалов; - расклинивающее действие воды при периодическом увлажнении и сушке  
  Истирание поверхности, выдувание растворных швов (пустошовка) Абразивное действие песка и пыли при ветре  
Коррозия (химическое и физико-химическое действие среды)
Стены, столбы, своды, перекрытия, фундаменты Структурное разрушение материала конструкций (разрыхление с увеличением объема, расслоение, нарушение сплошности) - Образование в порах и капиллярах конструкций кристаллогидратов хлористых и сернокислых солей с увеличением в объеме до 2-2,5 раз (солевая коррозия)  
  Химическое разрушение кладки из глиняного и силикатного кирпича и камней Образование водорастворимых соединений при действии на кирпич и камни растворов едких щелочей (NaOH, КОН, Мg (ОН2) и др.) и плавиковой кислоты Н2F  
  Химическое разрушение и вымывание (выщелачивание) раствора, бетона и природных камней (известняк, песчаник) фундаментов, стен подвалов и т.п. Образование водорастворимых соединений при действии растворов кислот, щелочей и агрессивных вод  
Стеновые панели, блоки, перемычки, балки, плиты перекрытий Продольные трещины и отслоения кладки и бетона по направлению арматурных стержней или стальных включений; Местное повреждение трещинами кладки (бетона) в местах расположения стальных включений вследствие увеличения в 4-5 раз объема продуктов коррозии (окислов железа) при повышенной влажности или химической агрессивности среды  
  - радиальные трещины в местах заделки в кладку или бетон отдельных стержней, затяжек и т.п.   То же

Сейчас читают про: