книги / Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений

кости конструкции, изменение положения агрегата на конструкции, виброизоляция установки, изменение числа оборотов агрегата и т. д.

Учет колебаний сооружений или его элементов важен не только с точки зрения надежности работы конструкций, но и с точки зрения их влияния на технологический процесс. Жесткие требова­ ния по допустимому уровню вибрации предъявляются к промыш­ ленным и гражданским зданиям, в которых используются обору­ дование и приборы, чувствительные к вибрациям. К ним, в первую очередь, относятся здания медицинских учреждений, оптико-меха­ нической и электронной промышленности и др.

Сведения по ограничению вибрации можно найти в нормах про­ ектирования конкретных видов промышленных объектов.

Колебания сооружений, а также обслуживаемого оборудования оказывают отрицательное действие на организм человека, мешают нормальной работе и могут вызвать тяжелые физиологические рас­ стройства. Вредное влияние на организм человека оказывают ко­ лебания, частоты которых лежат в пределах от 30 до 200 Гц.

Оценка параметров вибрации проводится на основе сравнения их с предельно допустимыми из условия обеспечения нормальной жизнедеятельности людей и работы технологического оборудова­ ния [19].

Если замеренные параметры окажутся выше допустимых, то необходимо разработать инженерное решение по снижению отрица­ тельных воздействий колебаний.

Для снижения уровня вибрации возможны также два варианта решения, которые могут быть осуществлены путем изменения па­ раметров динамической нагрузки на конструкцию или сооружение, или изменения параметров самой конструкции. При разработке конструктивных решений по уменьшению вибрации следует учиты­ вать, что уменьшение частоты свободных колебаний конструкции всегда сопровождается увеличением прогибов и напряжений в ней, вызванных статической нагрузкой. Б связи с этим требуется прове­ дение дополнительного статического расчета.

3.9. ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ОБСЛЕДОВАНИИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ КОНСТРУКЦИИ

1. Особенности проведения обследований монолитных железобетонных ребристых перекрытий после длительного периода эксплуатации

На промышленных предприятиях нередко эксплуатируются многоэтажные производственные корпуса, построенные в 30-е годы и более ранние периоды. Железобетонные конструкции этих корпу­ сов монолитные; перекрытия, как правило, ребристые с балочны ми плитами.

Модернизация технологических процессов зачастую приводит к

102

как правило, в упругой стадии.

3. Найти величину временной нагрузки v, принимавшуюся при

проектировании перекрытий. Это можно сделать, приравняв ре­ зультаты расчета по пп. 1 н 2. Если арматура вскрыта в несколь­ ких пролетных сечениях, то величину нагрузки v следует найти во

всех сечениях, а затем принять ее среднее значение.

4. Определить М и Q в упругой стадии при известных нагрузках g и и для всех остальных характерных сечений элемента и соот­

ветствующую площадь сечения арматуры по методике норм, проек­ тирования, действовавших в период возведения здания.

Для контроля полученных результатов следует выполнить 1—2 вскрытия арматуры на опорах.

Результаты обследований показывают довольно близкое совпа­ дение подсчитанных приведенным способом площадей сечения ар­ матуры с фактической. Так, разброс для пролетных сечений состав­ ляет ±12% , а опорных — от +10 до +30% за счет того, что при вскрытиях опорной арматуры стержни, расположенные во втором ряду, вскрывались неполностью.

Приведенная методика позволяет ограничиться одним или дву­ мя вскрытиями нижней пролетной арматуры в плите, второстепен­ ной балке и, если это возможно, одним контрольным вскрытием опорной арматуры во второстепенной и главной балках.

2. Особенности обследования и определения прочности бетона железобетонных конструкций, пропитанных нефтепродуктами

Железобетонные конструкции промышленных зданий и соору­ жений, подвергшиеся в силу различных причин при их эксплуата­ ции пропитке нефтепродуктами, требуют тщательного обследова­

Натурные обследования железобетонных конструкций, пропи­ танных нефтепродуктами, следует начинать с их общего осмотра. При этом рекомендуется составить эскизный плац конструкции (например, перекрытия) и нанести на него пропитанные участки. Осмотр перекрытий следует начинать с нижележащих помещений. Затем на эскизный план наносят оборудование, расположенное на перекрытии, а также места, на которые попадают нефтепродукты, как правило, в промышленных зданиях и сооружениях — мине­ ральные масла и эмульсии.

Зачастую нефтепродукты через отверстия, пробитые в перекры­ тии, трещины и швы проникают в нижние этажи, растекаются по плоскостям плит и балок, пропитывая поверхностный слой бетона. При осмотре такого перекрытия создается впечатление о сквозной пропитке бетона. Для подтверждения этого необходимо отбить слой бетона с нижней поверхности на глубину 10—20 мм; если бе­ тон пропитан,' откалывание необходимо продолжить. Бего'н, пропи­ танный на глубину не более 20 мм, считается непораженным.

Затем иеразрушающими методами определяют прочность бето-

104

на на участках со сквозной пропиткой, на которые попадают мине­ ральные масла, масляные эмульсии или дизельное, топливо, пред­ варительно зачистив поверхность наждачным камнем. Обычно на­ носят не менее 20 отпечатков шарика. Как показывает практика оценки прочности бетона, при обследовании конструкций промыш­ ленных зданий и сооружений неразрушающими методами с исполь­ зованием эталонного молотка К- П. Кашкарова и других приборов, основанных на принципе получения отпечатка шарика на бетонной поверхности, применение этих же приборов при определении прочности бетона промасленных железобетонных конструкций не­ избежно дает некоторое завышение ее величины.

Известно, что при испытании неразрушающими методами ста­ рого бетона получаются завышенные результаты, так как поверх­ ностный слой бетона карбонизируется и приобретает повышенную прочность. Однако при таких же испытаниях промасленного бето­ на завышения показаний из-за наличия в поверхностном слое кар­ бонатных новообразований не будет вследствие того, что пропи­ танный маслом бетон теряет способность к химическому взаимо­ действию с внешней средой, т. е. карбонизация его поверхностных слоев не происходит. Очень большое снижение сцепления раст­ ворной части и крупного заполнителя от действия масел при опре­ делении прочности бетона неразрушающимд методами почти не отражается на результатах.

При определении прочности бетона конструкций, пропитанного нефтепродуктами, необходимо учитывать интенсивность воздейст­ вия минеральных масел. Обильным воздействием считается посто­ янное их попадание на бетон, скапливание их на перекрытиях или на противоположных плоскостях в виде капель. Периодическим воздействием считается попадание масла на бетон 1—2 раза в год (случайные проливы). При однократном попадании масел на бе­ тон или с периодичностью 1 раз в 5—6 лет прочность бетона не _ снижается.

Следует отметить, что минеральные масла снижают прочность бетона очень медленно. В связи с этим необходимо снижать резуль­ таты измерения прочности только тех бетонов, на которые масло попадало в течение 1,5—2 лет и более. Определение прочности бе­ тонов, на которые масла действовали менее 1,5 лет, следует произ­ водить обычными способами.

Для получения фактической прочности пропитанного минераль­ ными маслами бетона необходимо данные, полученные неразрушающихми м-етодами с помощью отпечатков, умножить на коэффици­ ент 0,85: Для сравнения определяют прочность бетона в непропптанных местах, максимально приближенных к пропитанным участ­ кам конструкций, без учета в ней коэффициента 0,85.

Если по каким-либо причинам невозможно определить проч­ ность бетона склерометрическими методами или ее требуется знать ориентировочно, то после семи лет интенсивного воздействия ма­ сел на бетон ее принимают равной 1/3 первоначальной, а для бо­ лее ранних сроков вычисляют по зависимостям, приведенным в 1.4.

105

Определить прочность бетона, пропитанного нефтепродуктами, ультразвуковыми методами невозможно.

При обследовании конструкций не рекомендуется производить химические анализы проб бетона, так как нефтепродукты не всту­ пают в химическое взаимодействие с компонентами бетона. Неф­ тепродукты не влияют на возникновение трещин, околов, отслое­ ний, вздутий и других видимых повреждений бетона, а также не вызывают коррозии арматуры. Они не являются причиной дефор­ маций набухания бетона. Деформации ползучести промасленного бетона в 3—5 раз меньше по сравнению с непромасленным.

Особое внимание при обследовании железобетонных конструк-. ций, пропитанных нефтепродуктами, следует уделить обнаружению динамических воздействий на них, так как выносливость бетона по сравнению с непропитанным снижается на 1—3 порядка. Станки или другое технологическое оборудование, расположенное на про­ масленных участках перекрытий и оказывающее на них динами­ ческое воздействие, необходимо демонтировать и расположить на непропитанных участках.

Сотрясения конструкций, вызванные действием некоторых стан­ ков и машин, физически ощутимы обследователем. После обнару­ жения таких колебаний их следует измерить ручным вибрографом с записью частот и амплитуд на его ленте. Если на плите просмат­ ривается амплитуда колебаний, то оборудование необходимо пе­ реместить на непропитанные нефтепродуктами участки.

ЗЛО. СОСТАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТНОЙ ВЕДОМОСТИ

Одним из основных документов, составленных по результатам технического обследования на каждую поврежденную конструк­ цию, является дефектная ведомость.

Форма дефектной ведомости не установлена. Чаще всего она составляется в табличной форме, куда заносятся наименование и марка конструктивного элемента, эскиз элемента с указанием де­ фектов и повреждений на нем, характер повреждений, прочност­ ные проектные и фактические характеристики его материалов. Здесь же должны быть приведены перечни конструкций, подлежа­ щих замене как непригодные, пригодные'для исправления, усиле­ ния или восстановления и не требующие этого. Примерная форма ведомости дефектов и повреждений несущих конструкций может быть представлена в следующем виде (табл. 3.13).

Кроме отмеченного выше, для выявления более полной картины по состоянию конструкций в ведомости дефектов желательно иметь следующие сведения:

1. Фактические геометрические размеры основных характерис­ тик сечений.

2. Месторасположение, характер и величина повреждений и дефектов — сколы, оголения арматуры, раковины, участки бетона с рыхлой структурой или раковинами и т. и.

106

Таблица 3.13

Подпись специалиста проводящего обследование

3.Месторасположение, характер и величина раскрытия тре­

щин.

4.Количество, диаметр и класс арматуры, степень поражения

еекоррозией, толщина защитного слоя, положение арматуры в се­ чении, оценка сцепления арматуры с бетоном.

5.Фактическое выполнение узлов сопряжения конструкций и их соответствие проектному решению, наличие и качество исполнения

монтажных сварных швов.

6. Возможные причины, вызвавшие дефекты и повреждения конструкций.

В случае необходимости в ведомости приводятся развертки по­ верхностей с зарисовками на них выявленных дефектов и повреж­ дений. В качестве документального подтверждения желательно иметь фотографии наиболее характерных или опасных дефектов и повреждений конструкций.

Часть рекомендуемых данных и другой информации по повреж­ дениям конструкций может быть выполнена в виде пояснительной записки к ведомости дефектов.

При составлении дефектной ведомости на ограждающие конст­ рукции ее форма принимается аналогичной для несущих конструк­ ций, с включением дополнительной информации об их теплофизи­ ческих характеристиках.

3.11. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ДЕТАЛЬНЫХ ОБСЛЕДОВАНИИ

Рассмотренный в главе 2 перечень дефектов и повреждений кон­ струкций не является полным, а охватывает лишь наиболее часто •встречающиеся и характерные из них. Во всех случаях необходимо различать дефекты и повреждения, практически не влияющие на

107

свойства конструкции, и опасные, снижающие прочностные и деформативные свойства конструкции.

Существует целый ряд предложений по оценке степени влияния тех или иных дефектов. Наиболее надежна оценка в тех случаях, когда'существующие методы расчета позволяют качественно оце­ нить влияние дефекта, прежде всего на прочность.

Расчетная оценка степени влияния дефекта на жесткость и деформативность не столь обязательна, так как эти показатели мо­ гут быть оценены непосредственно по состоянию конструкций. Н е­ обходимость в расчетной оценке трещиностойкости и деформативностн может возникнуть только в тех случаях, когда предполагает ся увеличение нагрузок.

В настоящее время выделяют три основных подхода к оценке влияния дефектов:

умозрительный, который осуществляется на основании практи­ ческого опыта экспертов. Из-за значительной субъективности в оценке причин возникновения и влияния дефектов и повреждений часто привбдит к противоречивым суждениям и неправильной оцен­ ке свойств конструкции;

расчетный, использующийсуществующие методы расчета желе­ зобетонных конструкций. Достаточно точно можно оценить влияние простых дефектов (снижение прочности бетона, изменение геомет­ рических размеров конструкций И сечения арматуры и т. п.). В бо­ лее сложных случаях также приводит к неправильной оценке свойств конструкций;

экспериментально-теоретический, который основан на проведе­ нии целенаправленных исследований по изучению влияния дефек­ тов и повреждений на прочность, жесткость и трещиностойкости конструкций.

Для определения влияния специфических видов дефектов и пов­ реждений, изменяющих напряженное состояние конструкций и ус­ ловия их работы, оценка состояния конструкций возможна только иа базе последнего из указанных подходов. Однако работы такого направления пока немногочисленны.

Чаще всего по результатам детальных обследований произво­ дится уточнение критериев состояния железобетонных и каменных

прочность бетона и арматуры не ниже проектных, дефекты отсут­ ствуют, то прочность, жесткость и трещиностойкость конструкций отвечают требованиям проекта. При невыполнении же указанных условий оценка возможности эксплуатации конструкции произво­ дится на основе анализа материалов обследований, включая про­ ведение поверочных расчетов.

Следует отметить, что определенной классификации существую­ щих методов оценки состояния эксплуатируемых конструкций в

108

Таблица 3.14.

Категории состояния железобетонных конструкций на основе результатов детальных обследований

настоящее время не имеется, однако, по направленности можно вы­ делить следующие основные группы:

1.Группа методов на основе параметрического подхода.

2.Группа методов на основе вероятностной оценки.

3.Группа методов на основе прогноза.

Возможности указанных методов относительно предъявляемых к ним требований для сравнительного анализа приведены в табл. 3.15. Как видно из таблицы, в настоящее время не существует ме­ тодики, которая в полной мере отвечала»бы всем поставленным ус­ ловиям. Особенно это касается требований об организации целе­ направленного наблюдения и рационального планирования ремон­ тов конструкций.

По результатам обследований, как правило, визуальных, про­ изводится оценка технического состояния строительных конструк-

109