Раздел 1. Обследование зданий и сооружений

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

По дисциплине  

«ОБСЛЕДОВАНИЕ И  ИСПЫТАНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»

для студентов всех форм обучения

специальности 270102 - Промышленное и гражданское строительство

и бакалавров направления 08.03.01 - Строительство

 

 

Автор: канд. техн. наук, доцент А.А. Хорошев

 

Краснодар,  2014

 

Предметы изучения дисциплины. Метаморфоза названия

Государственным образовательным стандартом предусмотрено изучение дисциплины «Обследование и испытание зданий и сооружений». Она является обобщающей и завершающей в серии дисциплин, посвященных строительным конструкциям.

Обобщающая она потому, что изучает экспериментальные методы исследования (иначе - методы испытаний) всех видов конструкций - металлических, бетонных, железобетонных, каменных и деревянных. У инженеров-строителей, окончивших вуз около 20 лет назад и ранее, эта дисциплина осталась в памяти как «Испытание сооружений». Это старое название с точки зрения обобщения знаний о работе строительных конструкций представляется вполне удачным.

Другим предметом изучения дисциплины являются   методы обследования конструкций зданий и сооружений. Отсюда понятно более широкое её название, отражающее оба предмета изучения и родившееся в середине 80-х годов прошлого века - «Обследование и испытание сооружений».

В 90-х годах дисциплина называлась «Метрология, контроль качества, испытания в строительстве». Весьма претенциозное название, потому что: во-первых, метрология – это отдельная, серьезная наука об измерениях, на которых зиждутся все испытания, и в рамках нашей дисциплины изучить её можно лишь поверхностно; во-вторых, контроль качества в строительстве – тоже целое направление, являющееся неотъемлемой частью технологии строительного производства; в-третьих, строительство изобилует разными испытаниями - это не только интересующие нас испытания конструкций, но и испытания строительных материалов, грунтов, грузоподъёмного оборудования и многого другого.

Сегодняшнему названию дисциплины непосредственно предшествовало название «Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений». Из него следовало, что третьим предметом изучения дисциплины стали являться методы реконструкции зданий и сооружений.

Сейчас вопросы реконструкции вынесены в отдельную дисциплину – «Реконструкция зданий, сооружений и застройки». Поэтому формально мы разграничиваем предметы изучения двух дисциплин: методы обследования и испытания изучаем здесь, методы реконструкции – там, т.е. исходим из того, что произошёл возврат к названию 80-х годов с добавлением к слову «сооружений» ещё и слова «зданий».

Однако это не простой, а, можно сказать, качественно новый возврат. В сложившихся российских условиях реконструкция и ремонт объектов недвижимости как никогда актуальны. Главное предназначение обследований и испытаний конструкций зданий и сооружений сейчас – это определить их ремонтопригодность. Как невозможно при ходьбе сразу сделать второй шаг, так невозможно и реконструировать объект, предварительно не обследовав, а иногда и не испытав его конструкций.

Учитывая это, в настоящем лекционном курсе, как и в курсе «Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений», сохранено три раздела. В разделах 1 и 2 достаточно подробно (с учётом многолетнего опыта преподавания дисциплины и практического опыта) изложены методы обследования и испытания зданий и сооружений, а в разделе 3 лишь сформулированы цели реконструкции и приведены общие сведения о методах усиления металлических, бетонных, железобетонных и каменных конструкций, как логическое продолжение результатов их обследования. Взаимопроникновение «интересов» двух лекторов в смежные лекционные курсы неизбежно: так, в лекциях по реконструкции, наоборот, часты ссылки на те или иные результаты обследований и испытаний. Раздел 3 следует рассматривать как «перекидной мостик» между смежными дисциплинами.

На стыке двух дисциплин находится и тематика контрольной работы у студентов заочной формы обучения.

В этой работе Вы осветите вопросы:

по усилению металлических, бетонных, железобетонных или каменных конструкций (первый вопрос);

по реконструкции оснований и фундаментов, монтажу и демонтажу конструкций и технологического оборудования, разрушению конструкций или производству бетонных и специальных работ на реконструируемых объектах (второй вопрос);

по особенностям реконструкции гражданских зданий (третий вопрос).

Наиболее часто повторяющимися при реконструкции зданий и сооружений, пожалуй, являются бетонные работы. Производство этих работ предусматривает обязательные испытания как исходных материалов для бетона – заполнителей и цементов, так и самого бетона. В своей работе Вы приведёте извлечения из нормативно-технических документов по этим испытаниям (четвёртый вопрос).

Следующие извлечения из нормативно-технических документов (пятый вопрос) углубляют содержание уже рассмотренных тем и затрагивают другие работы, выполняемые при строительстве и реконструкции зданий и сооружений.

Причём, здесь сознательно проводится параллель между строящимися и реконструируемыми объектами. Нет, например, принципиального различия между монолитным железобетонным перекрытием в строящемся доме и в доме, в котором таким перекрытием заменяется пришедшее в негодность деревянное перекрытие. Возведение перекрытия в обоих случаях сопровождается абсолютно одинаковым комплексом мер по контролю его качества. Это же относится и к большинству других строительно-монтажных и ремонтно-строительных работ.

Кроме вопросов, имеющих прямое отношение к конструкциям, Вы затронете и вопросы по строительным материалам, технологии строительного производства, строительным машинам и оборудованию, то есть по дисциплинам, на которых базируется или с которыми связана настоящая дисциплина.

Настоящий лекционный курс может быть использован студентами специальности 270115 – «Экспертиза и управление недвижимостью» при изучении дисциплины «Техническая экспертиза недвижимости».

 

 

  О необходимости изучения дисциплины, её цели и задачи

 

Знания по указанной дисциплине полезны всем категориям инженеров-строителей:

*  проектировщикам - при осуществлении авторского надзора над строящимися и реконструируемыми под их наблюдением объектами, при обследовании зданий и сооружений - плановых и внеплановых, после аварии или другой экстремальной ситуации (землетрясения, пожара, урагана, затопления), в связи с реконструкцией или техническим перевооружением;

*  мастерам и прорабам общестроительных и специализированных организаций - при осуществлении входного контроля качества поступающих на строительную площадку материалов и конструкций, контроля качества технологических операций при строительстве или реконструкции зданий и сооружений, при сдаче законченных объектов, при «разборках» с прокуратурой после аварии или обрушения;

*  работникам ремонтно-строительных и ремонтно-эксплутационных предприятий, стройгрупп фирм;

*  работникам фирм, занимающихся выпуском и реализацией строительной продукции;

*  сотрудникам управлений и отделов капитального строительства администраций различного уровня и предприятий - для осуществления технического надзора заказчика;

*  сотрудникам инспекций Государственного архитектурно-строительного надзора (ГАСН), Государственного санитарно-эпидемиологического надзора (ГСЭН), Государственного пожарного надзора (ГПН);

*  судебным строительно-техническим экспертам;

*  сотрудникам Управлений по борьбе с экономическими преступлениями (УБЭП) - при контроле объёмов и качества строительно-монтажных работ и оценке материальных затрат на них;

*  чиновникам комитетов по имущественным отношениям федеральных и муниципальных органов власти, занимающимся управлением недвижимостью как способом извлечения максимальных доходов от неё; работникам органов по независимой оценке объектов недвижимости, технической экспертизе недвижимости и операциям с ней. Это направление (система анализа и управления недвижимостью) в мировой практике принято называть сервейингом.

Цели изучения дисциплины:

1. Уметь выявить при обследовании объекта действительное напряжённо-деформирован-ное состояние конструкций и оценить техническое состояние здания или сооружения в целом.

2. Уметь при необходимости провести натурные испытания конструкции пробной нагрузкой. Уметь испытать модель, фрагмент конструкции или конструктивный элемент.

3. Овладеть основными методами усиления конструкций реконструируемых зданий и сооружений, ознакомиться с технологией производства работ при реконструкции.

 

Задачи, вытекающие из 1-й цели:

1. Уметь провести обследование  конструкций эксплуатируемого здания или сооружения с максимальным использованием неразрушающих методов.

2. Уметь произвести инженерные поверочные расчёты (перерасчёты) конструкций с учетом выявленного при обследовании их фактического технического состояния, действительных нагрузок и расчетных схем, правильно оценить их остаточный ресурс, спрогнозировать их дальнейшую работу.

 

Задачи, вытекающие из 2-й цели:

1. Уметь выбрать контрольно-измерительную аппаратуру и определить место её установки на сооружении.

2. Уметь выбрать нагрузочные устройства и установить контрольные значения величин испытательных нагрузок.

3. Уметь самостоятельно провести испытание и обработать его результаты.

 

Задачи, вытекающие из 3-й цели:

1. Уметь использовать остаточный ресурс конструкций и при его недостаточности разработать проект усиления конструкций, их восстановления или замены.

2. Ознакомиться с правилами производства работ по усилению конструкций.

3. Ознакомиться с правилами производства строительных работ, работ по демонтажу и монтажу строительных конструкций, высотных и специальных сооружений, технологического оборудования, способами разрушения конструкций, специальными способами производства работ при реконструкции.

4. Ознакомиться с техническими характеристиками средств механизации и технологической оснастки, применяемых при реконструкционных работах.

 

Раздел 1. Обследование зданий и сооружений

1.1. Цели и задачи обследований

 

Обследование конструкций здания или сооружения - изыскательская работа, имеющая целью получение исчерпывающей информации о техническом состоянии и несущей способности конструкций.

Обследование проводится по причинам:

*  изменения нагрузок на конструкции;

*  изменения условий эксплуатации зданий или сооружений;

*  изменения объёмно-планировочных решений зданий;

*  получения конструкциями дефектов, повреждений, чрезмерных деформаций и раскрытия трещин, аварий конструкций, обрушений зданий и сооружений.

Материалы обследования конструкций служат исходными данными для разработки проекта их усиления или восстановления.

 

Обследование конструкций включает в себя четыре этапа:

1. Предварительное (рекогносцировочное) обследование.

2. Основное (техническое) обследование.

3. Дополнительное обследование.

4. Составление заключения (отчета).

 

Задачи первого этапа:

*  собрать, изучить и проанализировать проектную, строительную (исполнительную) и эксплуатационную документацию;

*  выявить или уточнить объёмно-планировочное решение здания и конструктивное решение (конструктивную схему) здания или сооружения и отдельных конструкций;

*  выявить наиболее поврежденные и аварийные участки здания или сооружения и конструкции;

*  на основе сложившегося первого впечатления о чисто внешнем проявлении общего состояния конструкций составить рабочую программу основного (технического) обследования.

 

Задачи второго этапа:

*  выполнить инструментальные измерения геометрических параметров конструкций;

*  выявить, измерить и зарисовать трещины, дефекты и повреждения конструкций;

*  измерить деформации конструкций (прогибы, наклоны, перекосы, сдвиги, осадки фундаментов и т.п.);

*  уточнить действительные нагрузки и воздействия на конструкции;

*  уточнить схемы опирания конструкций, выявить их расчетные схемы;

* определить качество и прочность материалов конструкций;

*  определить армирование (для железобетонных конструкций).

Первую и вторую работы из перечисленных принято называть натурным освидетельствованием конструкций. Натурное освидетельствование конструкций - это обмеры конструкций с определением пролётов, шагов, отметок, длин и сечений элементов, размеров и расположения соединительных элементов (сварных швов, болтов и заклёпок), выявление характера, величин и расположения дефектов и повреждений элементов путём сравнения с проектом конструкций.

 

Задачи третьего этапа:

*  уточнить результаты предварительного и основного обследований;

*  произвести длительное наблюдение и измерение деформаций конструкций, температурно-влажностного режима и т.п.;

*  испытать конструкции пробной нагрузкой;

*  уточнить данные инженерно-геологических и геодезических изысканий.

 

Задачи четвертого этапа:

*  проанализировать данные обследований;

*  произвести инженерные поверочные расчеты (перерасчеты) конструкций на действительные нагрузки и воздействия с учетом действительных их геометрических параметров, схем опирания и расчетных схем, фактической прочности материалов и армирования;

*  составить заключение (отчет) о состоянии, несущей способности и деформациях конструкций, о причинах и степени опасности дефектов, повреждений и деформаций конструкций и здания или сооружения;

*  дать рекомендации по дальнейшей эксплуатации конструкций, указать их остаточный ресурс - под какую нагрузку можно их использовать; при необходимости разработать мероприятия по усилению или восстановлению конструкций, защите их от агрессивных сред, влаги, по перестановке оборудования и т.п. или, в худшем случае, дать заключение о невозможности дальнейшей эксплуатации здания или сооружения и необходимости его демонтажа.