Обследование и испытание зданий и сооружений

метки: Здание, Обследование, Технический, Состояние, Сооружение, Трещина, Колонна, Сечение

Кафедра Гражданское строительство и прикладная экология

Курсовая работа по дисциплине:

Шахназаров Д.А.

Санкт- Петербург

2011 г.

Исследование производственной среды и технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с созданием в зданиях нормальных условий труда и жизнедеятельности людей и обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений. Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований после разного рода техногенных и природных воздействий (пожары, землетрясения и т.п.), при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирования зданий.(1, с 23)

Целью обследования жилого шестиэтажного кирпичного здания является определение технического состояния основных несущих и ограждающих конструкций и инженерных сетей в связи с перепланировкой цокольного этажа в связи с устройством в нем торговых помещений.

Как правило, работы по обследованию зданий выполняются в два этапа, т.е. проводится

1) предварительное или общее обследование;

2) детальное обследование.

Предварительное или общее обследование начинается с осмотра конструкций здания или сооружения, ознакомления с технической документацией и другими материалами, помогающими составить представление об изучаемом объекте.

Изучение проектно-технической документации производится в целях определения периода строительства, времени проведения ремонтов, изменения условий эксплуатации, конструктивного решения здания или сооружения, расчетных нагрузок и воздействий, размещения оборудования, инженерно-геологических условий строительства и эксплуатации.

Помимо проектной документации должны быть изучены акты на скрытые работы, акты передачи в эксплуатацию, паспорта-сертификаты на материалы и сборные элементы, журнал производства работ, паспорт на объект документы о проведенных ремонтах, реконструкциях и др. В период предварительного обследования должны быть установлены отступления от проектных данных по объемно-планировочным, конструктивным решениям, по виду и характеру нагрузок.

Техническое обследование зданий и сооружений

... обследование зданий и сооружений» является наиболее общим и включает в себя в качестве составных частей понятия «техническое диагностирование», «технического прогнозирования» и «техническая генетика». Техническое обследование зданий и сооружений производится в связи с предполагаемой их реконструкцией, ...

При отсутствии проектно-технической документации или ее некомплектности производят обмеры конструкций и по ним выполняют обмерочные чертежи здания или сооружения. В процессе обморочных работ определяют размеры сечений и положение конструкций в пространстве (привязку к координатным осям и отметкам), условия опирания, конструкцию и качество сопряжении и стыков элементов, деформации конструкций, нарушение сплошности (отверстия, околы, раковины и др.), участки расслоения, увлажнения материалов конструкций и другие дефекты.

Детальное визуально-инструментальное обследование объекта в наиболее общем виде включает в себя:

• изучение проектной и исполнительной документации;
• геологические и гидрогеологические изыскания;
• геодезические работы;
• взятие проб материала и их испытания;
• проведение неразрушающих испытаний обследуемых конструкций;
• выполнение поверочных расчетов конструкций;
• оценку состояния строительных конструкций и обследуемого объекта в целом;
• составление Заключения по результатам детального обследования.

Детальное обследование производится с целью сбора окончательных обоснованных сведений для оценки технического состояния строительных конструкций. На основании этого обследования делается выбор конструктивного решения при реконструкции зданий и сооружений, а также усиления дефектных конструкций.(2,с178)

При детальных обследованиях:

• ставится задача получить уточненные данные о положении в плане и по высоте, сечении конструкций, значениях физико-механических характеристик материалов, дефектах конструкций, эксплуатационной среде, полезных нагрузках;
• принимается расчетная схема несущих конструкций;
• производятся поверочные расчеты элементов конструкций и сооружений в целом;

— Инженерно-геологические изыскания выполняются при отсутствии рабочих чертежей фундаментов, исполнительных документов по их возведению и материалов об инженерно-геологических условиях площадки строительства обследуемого объекта, а также при расположении объекта на грунтовом основании, сложном в инженерно-геологическом отношении.

Детальное обследование конструкций бывает сплошным или выборочным.

Сплошное обследование производится в случаях, когда:

• отсутствует проектная документация;
• имеются дефекты конструкций, снижающие их несущую способность;
• в однотипных конструкциях неодинаковы свойства материалов, условия погружения, действие агрессивной среды.

Если в процессе сплошного обследования обнаруживается, что не менее 20% однотипных конструкций при общем их количестве более 20 находится в удовлетворительном состоянии, то допускается оставшиеся непроверенными конструкции обследовать выборочно. Объем выборочно обследуемых элементов должен определяться из конкретных условий (не менее 10% однотипных конструкций, но не менее трех) / 50/.(7,с48)

После выполнения основных этапов обследования производится оценки технического состояния строительных конструкций, которая включает анализ результатов испытаний материалов и конструкций, окончательное определение нагрузок и воздействий, проведение поверочных расчетов несущих конструкций с учетом выявленных в них дефектов.

Определение прочности материалов конструкций неразрушающими методами

... прочности бетона на сжатие. Метод отрыва со скалыванием и скалывания ребра конструкции Определение прочности материала осуществляется с помощью ПОС-50МГ4 «Скол». Данный метод является наиболее точным, по сравнению с другими существующими неразрушающих методов определения прочности бетона. Метод ...

Итогом проведенного технического обследования является Заключение по результатам обследования здания или сооружения, в котором дается общая оценка эксплуатационного состояния объекта, приводятся рекомендации по дальнейшему его использованию и наблюдению за строительными конструкциями, а также предложения по усилению конструкций.

При выполнении работ по обследованию строительных конструкции необходимо вести строгий учет полученных данных в специальных журналах, оформлять акты обследований на различные виды работ, проводить фотофиксацию дефектов.

Прочность каменных, бетонных и железобетонных конструкций (стен, фундаментов, каркасов, перекрытий и т.п.) может определяться неразрушающими и разрушающими методами.

Неразрушающие методы позволяют определять прочность конструкций без ослабления сечения и снижения несущей способности при отборе образцов, кернов или проб материалов. К неразрушающим методам относятся механические (ударные, отрыва, скалывания) и ультразвуковые способы.(6 с.36)

Ультразвуковой способ используется для определения прочности хрупких и нехрупких материалов в соответствии с требованиями ГОСТ 24732-80 (бетоны) и ГОСТ 17624-78 (силикатные камни).

Оценка прочности конструкций производится по скорости распространения ультразвука в материале образца с помощью ультразвуковых приборов типа УКБ-1М, УК-10П, «Бетон-ЗМ»

Для оценки прочности кирпича, камней правильной формы и раствора из кладки стен и фундаментовпроводят механические испытания в лаборатории. Образцы бетона дляопределения прочности в группе однотипных конструкций или в отдельной конструкции должны располагаться: в местах наименьшей прочности бетона, предварительно определенной 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.

Отбор кирпича, камней и раствора из стен и фундаментов производят из ненесущих (под окнами, в проемах) или слабонагруженных элементов или конструкций, подлежащих разборке и демонтажу. Для оценки прочности кирпича, камней правильной формы и раствора из кладки стен и фундаментов отбирают целые, неповрежденные кирпичи или камни и пластинки раствора из горизонтальных швов.Для определения прочности природных камней неправильной формы (бута) из фрагментов камней выпиливают кубики с размером ребер 40-200 мм или высверливают цилиндры (керны) диаметром 40-150 мм и длиной, превышающей диаметр на 10-20 мм.

Разрушение каменных конструкций при их эксплуатации происходит и под воздействием многих химических и физико-механических факторов. К ним относятся неоднородность материалов, повышенные напряжения в материале различного происхождения, приводящие к микроразрывам в материале, попеременное увлажнение и высушивание, периодические замораживания и оттаивания, резкие перепады температур, воздействие солей и кислот, выщелачивание, нарушение контактов между цементным камнем и заполнителями, коррозия стальной арматуры, разрушение заполнителей под воздействием щелочей цемента.

Для определения степени коррозионного разрушения бетона (степени карбонизации, состава новообразований, структурных нарушений бетона) используются физико-химические методы.

Обследование зданий и сооружений

... и т. п. Монтаж конструкций зданий и сооружений большой протяженности или высоты следует производить пространственно-устойчивыми секциями (пролеты, ярусы, этажи, температурные блоки и т. д.) 1.22. Производственный контроль качества строительно-монтажных работ ... по видам и маркам, болты и гайки по классам прочности и диаметрам, а высокопрочные болты, гайки и шайбы — и по партиям. 1.8. Конструкции при ...

Исследование химического состава новообразований, возникших в бетоне под действием агрессивной среды, производится с помощью дифференциально-термического и рентгено-структурного методов, выполняемых в лабораторных условиях на образцах, отобранных из эксплуатируемых конструкций.

Изучение структурных изменений бетона производится с помощью ручной лупы, дающей небольшое увеличение. Такой осмотр позволяет изучить поверхность образца, выявить наличие крупных пор, трещин и других дефектов.(3,с.120)

С помощью микроскопического метода можно выявить взаимное расположение и характер сцепления цементного камня и зерен заполнителя; состояние контакта между бетоном и арматурой; форму, размер и количество пор; размер и направление трещин.

Определение глубины карбонизации бетона производят по изменению величины водородного показателя рН.

Результатом обследования общего состояния строительных конструкций здания является заключение или отчет о техническом состоянии строительных конструкций, в котором приводятся сведения из проектной и исполнительной документации, причина проведения технического обследования. По результатам проведенного обследования составляют акт обследования, заключение или отчет о техническом состоянии конструкций здания или сооружения, в котором приводятся сведения, полученные из проектной и исполнительной документации, и материалы, характеризующие особенности эксплуатации конструкций, вызвавшие необходимость проведения обследования, в котором присутствует:

• описание существующего здания, его объемно-планировочного и конструктивного решений;
• результаты детального технического обследования строительных конструкций;
• результаты фотофиксации дефектов, обнаруженных в ходе технического обследования;
• результаты лабораторных испытаний конструкционных материалов;
• расчетная часть с поверочными статическими и теплотехническими расчетами несущих и ограждающих конструкций.
• Графическая часть с чертежами.

На основании проведенных обмеров составляются обмерные чертежи здания. Планы, разрезы, фасады с указанием обнаруженных дефектов.

• Выводы по результатам проведенного обследования;
• в выводах оценивается возможность эксплуатации здания под существующие нагрузки;
• возможность эксплуатации под проектные нагрузки.

• Рекомендации по безопасной дальнейшей эксплуатации зданий (сооружений), необходимость усиления или замены несущих и ограждающих элементов в случае необходимости.
• На основании измерений прочностных характеристик материалов определяют прочность конструктивных элементов.

Проводится проверка расчетов с учетом выявленных нагрузок на конструкции и фактических прочностных характеристик материалов.

Определение фактического износа конструктивных элементов и здания в целом, представленный в виде таблицей является результирующим документом. В данную таблицу сведены все элементы здания и представлен физический износ каждого конкретного элемента и его доля износа в общем износе здания. При помощи этой таблицы легко отследить какие из элементов более всего подвержены износу и из значимость в общем износе здания.

Обследованию строительных конструкций зданий предшествует подбор, изучение и анализ исходных данных по следующей технической документации:

• рабочим и исполнительным чертежам по архитектурно-строительной и конструктивной частям проекта, актам приемки обследуемых конструкций, паспортам и сертификатам на материалы и изделия;
• материалам по эксплуатации здания — техническим паспортам, журналам ремонтов, измерений осадок и фундаментов, деформаций строительных конструкций, пьезометрических и других наблюдений (за агрессивностью и уровнем грунтовых вод, параметрами внутрицеховой эксплуатационной среды и др.);

— для производственных зданий -схемам, планам расположения, характеристикам размещенного в здании оборудования и механизмов влияющих на техническое состояние строительных конструкций. Такие показатели как загазованность, парение, пыль, высота, доступность участков, высокое напряжение, наличие горячих поверхностей, проливов агрессивных растворов.

За этим следует натурное обследование строительных конструкций, проводимое, как говорилось выше в два этапа- определение общего состояния строительных конструкций и детальное обследования строительных конструкций. Производится сбор данных по нагрузкам, определение прогибов и деформаций, измерение сечений, выявление степени износа строительных конструкций путем выявления в них дефектов и повреждений, физического износа, определения прочности бетонов и растворов неразрушающими методами контроля, проведения вскрытий намеченных зон и участков, отбора проб и проведения лабораторных испытаний материалов;

• выявление степени и причин физического износа элементов конструкций зданий на основании анализа данных обследования, предъявляемых заказчиком сведений по условиям эксплуатации строений и проверочных расчетов по видам конструкций, составление ведомости дефектов, разработка и подборка схем, эскизов и фотографий поврежденных участков;

— разработка технического отчета или заключения с выводами о состоянии и рекомендациями по устранению дефектов и повышению надежности обследуемых объектов, а также по возможности использования их строительных конструкций для целей реконструкции.

Техническое диагностирование строительных конструкций включает в себя поиск дефектов, измерения и контроль диагностических признаков, анализ и обработку результатов измерений и контроля.(2, с 64)

При обследовании зданий необходимо установить конструкцию фундаментов. Особое внимание необходимо обратить на облегченные и смешанные кладки. При выявлении фундаментов такой конструкции должны быть выделены границы несущих участков и ненесущего заполнения. Конструкция фундаментов и стен подвалов может быть определена путем контрольного зондирования кладки. (7, с. 415)

При общем обследовании колонн необходимо измерить их сечения и обнаруженные деформации (отклонение от вертикали, выгиб, смещение узлов), зафиксировать и измерить ширину раскрытия трещин. При осмотре металлических колонн особое внимание следует уделять: коррозионным повреждениям, главным образом, на уровне пола первого этажа или подвала; общей геометрической форме колонн и соответствию их проектному положению. Фиксируются местные прогибы, вмятины и прочие механические повреждения поясов, элементов решетки, преимущественно в нижней части металлических колонн, а также монтажные стыки колонн и качество сварных швов. При обследовании колонн зданий проверяются: соответствие проекту узлов сопряжения колонн со смежными конструкциями; наличие всех элементов связевых конструкций, требуемых по проекту; общие искривления ветвей, связей и элементов соединительной решетки металлических колонн; местные механические повреждения связей. Контролируются состояние узлов примыкания связей к колоннам и стыковые соединения поясов связей. При осмотрах железобетонных колонн тщательно проверяют зоны крепления балок к колоннам; вертикальность колонн и балок; их взаимное расположение на опорах.

Осмотром стен и контрольным зондированием устанавливается конструкция и материал стен. При обследовании наружных стен зданий следует выявлять наличие или убедиться в отсутствии:

• искривлений горизонтальных или вертикальных линий, характерных трещин, что является, как правило, результатом неравномерных осадок грунтов основания;
• выпучивания, что может быть результатом бокового давления грунта или грунтовых вод; воздействия горизонтальных реакций распорных конструкций (сводов, арок, тяжей, оттяжек мачт, труб и т.

п.);

• отклонений от вертикали, что может явиться следствием неравномерных осадок грунтов основания здания;
• недостаточности поперечных связей или их разрыва;
• коррозионных разрушений закладных деталей или примыкающих участков арматуры.

Предварительным осмотром устанавливают тип перекрытия (по виду материалов и особенностям конструкции), видимые дефекты и повреждения, состояние отдельных частей перекрытия, подвергавшихся ремонту или усилению, действующие на перекрытия нагрузки. При осмотре перекрытий фиксируют наличие, длину и ширину раскрытия трещин в несущих элементах или их сопряжениях. При проведении работ по общему обследованию перекрытий здания выявляют наличие:

• прогибов, превышающих допустимые, возможно с раскрытием трещин в нижней (растянутой) зоне железобетонных элементов, возникших вследствие превышения расчетной нагрузки;
• погнутостей, вмятин и отверстий в настилах рабочих площадок;
• раковин в бетоне вследствие дефектов бетонирования;
• околов, отверстий, гнезд и борозд в железобетонных перекрытиях (рабочих площадках).

Натурное обследование полов здания включает: определение типов покрытий и конструкций полов и соответствия их проекту; выявление повреждений, дефектов с составлением необходимых эскизов, чертежей; исследование состояния полов с выполнением необходимого количества вскрытий. При визуальном обследовании фиксируют места и характерные виды разрушений (выбоины, трещины, отслоение покрытий от основания, участки коррозионного разрушения и т. п.).

строительный конструкция диагностика обследование

После работ, по обследованию зданий, проведенных непосредственно на объекте полученные данные анализируются, отображаются в отчете. (8, с.17)

К заключению прилагается ведомость дефектов строительных конструкций.

Текстовая часть технического отчета (заключения) должно содержать следующие сведения:

• перечень объектов обследования, их краткие технические характеристики и описание примененных в них строительных конструкций, подвергнутых обследованию, а также сведения о планируемой реконструкции и ее влиянии на существующую строительную часть здания;

• результаты обследования строительных конструкций, включенных в техническое задание на обследование, с указанием выявленных дефектов и повреждений, нарушений норм и правил их эксплуатации и основных причин появления и развития дефектов и повреждений;

• оценку технического состояния зданий и строительных конструкций на период обследования;
• рекомендации по устранению выявленных дефектов и повреждений, нарушений норм и правил эксплуатации, оздоровлению эксплуатационной среды после реконструкции.

В приложениях к техническому отчету (заключению) должны содержаться:

• копия технического задания на обследование;
• ведомость дефектов строительных конструкций, содержащую детали узлов поврежденных конструкций в виде эскизов, чертежей, схем, фотографий, результаты лабораторных испытаний отобранных образцов материалов, проведенных заказчиком, исполнителем и привлеченными организациями, и при необходимости поверочных расчетов отдельных строительных конструкций;

• материалы по контролю качества материалов и проверке агрессивности эксплуатационной среды;
• перечень или при необходимости копии писем, служебных записок, протоколов, актов и заключений.

На основании анализа дефектов конструкций, заключения лабораторных исследований делается вывод: пригодно здание к дальнейшему использованию или нет. Если конструкции здания подлежат восстановлению, то производится разработка рекомендаций по устранению дефектов.

Причины дефектов строительных конструкций удобно представить в виде таблицы.

	Повреждения и дефекты	Причины повреждений и дефектов	Оценка несущей способности
1	2	3	4
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 .	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 с учетом фактической прочности материалов, размеров и коэффициентов .
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.	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.
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.	— 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.	— температурные деформации балок, ферм
Слоистые стены, перегородки каменных, крупноблочных, крупнопанельных зданий	Отслоение облицовки: — из кирпича, керамических камней и плит; — 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	— 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 ; — 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, 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 ; — 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 с учетом фактической прочности материалов, сечения элементов и коэффициентов .
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; — разрыв стен в середине здания с образованием сквозных трещин с раскрытием до 10 мм и более; — сколы опорных поверхностей платформенных стыков несущих панельных стен; — 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