Пособие по обследованию строительных конструкций зданий

 

7.2. Определение технического  состояния каменных конструкций  по внешним признакам 

 

7.2.1. При оценке технического состояния каменных конструкций необходимо установить:

процент уменьшения сечения в месте повреждения;

стрелу отклонения или выпучивания стен, столбов и колец;

степень развития трещин и других деформаций в поврежденной зоне конструкций;

качество кладки, ширину и глубину швов;

влажностное состояние кирпичных наружных стен;

физико-механические свойства кладки, камня и раствора.

7.2.2. Основными внешними признаками  отклонения или выпучивания стен  являются смещение или выход  из гнезд в каменных стенах концов балок междуэтажных перекрытий, то же стропил, обрешетки фонарей, крыши и т.п., а также наличие вертикальных трещин, отслоение наружных стен от внутренних поперечных в местах взаимного примыкания. Отклонение стен, даже самые незначительные, можно обнаружить по наличию трещин в штукатурке потолков около карнизов вдоль обследуемых стен. Протяженность таких трещин в уровне того или иного этажа показывает наличие отклонений стены в пределах того или иного участка ее длины вдоль здания.

7.2.3. Установление величины отклонения, искривления или выпучивания стены производится путем непосредственного замера ширины трещин в штукатурке потолков или величины смещения балок в отношении гнезд в стенах или замером трещин в примыканиях отклонившихся наружных стен к поперечным, или путем провешивания таких стен обычным веском на шнуре или на тонкой проволоке. В особо ответственных случаях или при значительной трудности провешивания отклонение стен от вертикали может быть установлено теодолитом или другими геодезическими инструментами.

7.2.4. При воздействии на каменные  конструкции техногенных и природных  факторов (волны, взрыва, землетрясения) обследованию и замеру подлежат  все видимые на глаз трещины, включая волосяные, как по ширине, глубине, так и по длине, начертанию и расположению их на поверхности стен, колонн и столбов. Расположение трещин наносится на схемах или чертежах конструкций.

Особенно тщательно следует осматривать каменные неоштукатуренные стены, так как трещины в них с поверхности малозаметны на глаз.

При наличии штукатурки трещины обнаружить легче, но необходимо иметь в виду, что не всегда ширина и длина трещины в штукатурке соответствует размерам трещины в самой кладке. Чтобы установить действительные размеры трещин в кладке штукатурку следует отбивать.

Методы и средства наблюдения за трещинами приводятся в п. 5.3 настоящего Пособия.

7.2.5. При определении качества  кладки отмечаются вид и сорт  кирпича (красный, силикатный, пустотелые, пористые и т.п.), его качество (железняк, нормальный, алый, недожог  и т.п.), а также вид раствора и вяжущего (цементный, сложный, известковый и т.п.).

7.2.6. Фактическая толщина горизонтальных  швов кладки устанавливается  замером высоты 5-10 рядов кладки  и соответствующим подсчетом  средних значений. Если в среднем  толщина горизонтальных швов превышает 12 мм, то кладка считается пониженной прочности, и необходимо вводить к допускаемым напряжениям по нормам коэффициент снижения. Прочность кирпича определяется по ГОСТ 24332-80. Определение прочностных характеристик раствора производится по рекомендациям разд. 6 настоящего Пособия и указаниям ГОСТ 5802-86.

7.2.7. При повреждении кирпича  под опорными участками перемычек  и поворота конца перемычки  от изгибающего момента, возникающего  вследствие большого местного  сжатия, могут образовываться сквозные наклонные трещины кирпичной кладки простенка, которые образуются, как правило, параллельно направлению действия сил от приложенных нагрузок.

7.2.8. При обследовании армокаменных  конструкций следует особое внимание  уделить состоянию арматуры и защитного слоя цементного раствора для конструкций с расположением арматуры с наружной стороны кладки. Оценка степени коррозии арматуры и вида коррозии производится по указаниям п. 6.6 настоящего Пособия.

7.2.9. Техническое состояние каменных  конструкций по внешним признакам, характеризующим степень их износа, приводится в табл. III-2 прил. III. 

 

7.3. Определение прочности  каменных конструкций 

 

7.3.1. Для определения в натурных  условиях прочности каменных  конструкций без их разрушения  применяют ультразвуковые методы по ГОСТ 17424-90 или механические методы неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-88. Для указанных целей используют, в частности, ультразвуковой прибор УКБ-1, УКБ-1М (рис. 7.2). Зная расстояние между излучателем и приемником и время прохождения ультразвука через конструкцию, вычисляют скорость ультразвука. Прочность материала определяют по тарировочным кривым для каждого вида материала. Тарировку выполняют в соответствии с ГОСТ 16724-90 и ГОСТ 10180-90. На рис. 7.3 приведены тарировочные кривые для определения прочности кирпичной кладки с помощью прибора УКБ-1.

При невозможности прозвучивания конструкций с разных сторон применяют так называемый профильный метод, перемещая щуп приемника через определенные равные расстояния по поверхности испытуемого элемента.

7.3.2. Для определения прочности  кирпича, раствора и мелкозернистых  бетонов (пенобетон, газобетон и  др.) применяют прибор типа ПС-1 (рис. 7.4), разработанный кафедрой  железобетонных конструкций Московского  института коммунального хозяйства  и строительства. Принцип действия прибора основан на измерении глубины внедрения конического инвертора в испытуемый материал под действием статической нагрузки. Нагрузка создается вручную нажатием на рукоять прибора и передается на кононический элемент через тарированную пружину. Значение нагрузки ограничено заданным перемещением рукоятки в пределах прорези в корпусе прибора. 

 

Рис. 7.2. Ультразвуковой импульсный прибор УКБ-1М	Рис. 7.3. Тарировочные кривые для определения прочности конструкции с помощью прибора УКБ-1 1 - силикатный кирпич; 2 - красный кирпич

 

 

 

 

Рис. 7.4. Прибор ПС-1 

 

Прочность материала может быть определена как на отдельных образцах, извлеченных из конструкции, так и непосредственно в конструкции, в том числе и находящейся под нагрузкой.

Поверхность материала, прочность которого определяется, должна быть ровной площадкой 15-20 см в поперечнике, очищенной от грязи, краски и штукатурки. Поверхность следует обработать шкуркой и обеспылить.

При применении прибора ПС-1 следует руководствоваться инструкцией по его эксплуатации.

На рис. 7.5 приведена тарировочная кривая зависимости прочности материала (кирпич, раствор, мелкозернистый бетон) от глубины проникновения индентора в испытуемый образец под действием тарированного усилия.

7.3.3. Для лабораторных испытаний прочности кирпича и раствора отбор образцов производят из малонагруженных элементов конструкций при условии идентичности применяемых на этих участках материалов. Образцы кирпича или камней должны быть целыми без трещин. Из камней неправильной формы выпиливают кубики с размером ребра от 40 до 200мм или высверливают цилиндры (керны) диаметром от 40 до 150мм. Участки кирпичной или каменной кладки, с которых отбирали образцы для испытаний, должны быть полностью восстановлены для обеспечения исходной прочности конструкций.

7.3.4. Для испытания растворов, отобранных  из кирпичной кладки, изготовляют  кубы с ребром от 20 до 40 мм, составленные  из двух пластин раствора, склеенных  гипсовым раствором. Образцы испытывают  на сжатие с использованием стандартного лабораторного оборудования. Определение прочности кирпича и камней производится в соответствии с требованиями ГОСТ 8462-85, раствора - ГОСТ 5802-86 или СН 290-74. Значения масштабных коэффициентов следует определять в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-90.

7.3.5. Поверочные расчеты несущей  способности каменных и армокаменных  конструкций производятся в соответствии  со СНиП II-22-81, с учетом фактических  физико-технических характеристик  материалов, полученных в результате  инструментальных натурных обследований и лабораторных их испытаний. 

 

 

 

Рис. 7.5. Тарировочная кривая для определения прочности материалов прибором ПС-1. Рабочее усилие Р=100 Н 

 

8. ОБСЛЕДОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ  КОНСТРУКЦИЙ 

 

8.1. Определение технического  состояния конструкций по внешним признакам 

 

8.1.1. Дефекты и повреждения стальных  конструкций в зависимости от  причин их вызывающих можно  систематизировать на следующие  группы:

1. Повреждения от силовых воздействий (статических и динамических) - разрывы, потеря устойчивости, трещины, расшатывание соединений и т.п.

2. Повреждения от механических  воздействий - вмятины, прогибы, искривления, истирание и др.

3. Повреждения от физических  воздействий - коробление и разрушение  при высоких температурах, хрупкие  трещины при отрицательных температурах.

4. Повреждения от химических (электрохимических  и физико-химических) воздействий - коррозия металла.

Оценка степени конкретных повреждений производится по допускаемым отклонениям на соответствующие дефекты, регламентированные СНиП II-23-81*.

8.1.2. Оценка технического состояния  конструкций по внешним признакам  производится на основе определения  следующих факторов:

геометрических размеров конструкций и их сечений;

наличия разрывов элементов конструкций;

наличия искривлений элементов;

состояния антикоррозионных защитных покрытий;

дефектов и механических повреждений;

состояния сварных, болтовых и заклепочных соединений;

степени и характера коррозии элементов и соединений;

отклонения элементов от проектного положения (расстояния между осями ферм, прогонами, отметок опорных узлов и ригелей и т.п.);

прогибов и деформаций.

8.1.3. Определение геометрических  параметров конструкций и их  сечений производится путем непосредственных  измерений по рекомендациям п. 5.2 настоящего Пособия. При этом  фиксируются все отклонения от их проектного положения.

8.1.4. Толщина элементов измеряется  штангенциркулем с точностью  до 0,05 мм; толщина элементов, имеющих  доступ с одной стороны, измеряется  с помощью ультразвуковых толщиномеров  типа Кварц-6, Кварц-15; сечение сварных швов определяется с помощью шаблонов или снятием слепка пластиком (рис. 8.1); остальные размеры - с помощью стальной линейки и рулетки.

Для измерения толщины листа в слабо напряженной зоне может быть высверлено отверстие.

При измерении толщины элементов могут быть использованы также коррозионно-метрические скобы (рис. 8.2).

Каждый размер уточняется тремя измерениями в разных сечениях по длине элемента по защищенной поверхности.

8.1.5. Определение ширины и глубины  раскрытия трещин в общем случае  следует выполнять по рекомендациям п. 5.3 настоящего Пособия. Выявление трещин в металлических конструкциях производится путем тщательного визуального осмотра с использованием лупы с 6-8-кратным увеличением или микроскопа МИР-2. 

 

 

 

Рис. 8.1. Схема измерения сечения угловых швов с помощью снятия слепка

1 - основной металл; 2 - наплавленный металл; 3 - подрезы основного металла; 4 - пластилин; 5 - слепок сварного соединения; 6 - угловая линейка; 7 - размеры катетов шва  

 

 

 

Рис. 8.2. Измерительные устройства для замера толщины элементов стальных конструкций

а - микрометр; б - штангенциркуль со стрелочным индикатором; в - механический толщиномер; г - коррозионно-метрическая скоба; д - скоба с раскрывающейся рамкой;

е - раздвижная скоба 

 

8.1.6. Признаками наличия трещин могут быть подтеки ржавчины, выходящие на поверхность металла, и шелушение краски.

Для уточнения наличия трещин можно хорошо заточенным зубилом снимать небольшую стружку вдоль предполагаемой трещины, раздвоение которой говорит о наличии трещин.

Для выявления трещин можно пользоваться керосином. Для этого очищенная поверхность смачивается керосином, который проявляет очертание трещины.

8.1.7. Основными дефектами и повреждениями  стальных конструкций, которые выявляются  при визуальных натурных обследованиях, являются:

в элементах конструкций - прогибы отдельных элементов и всей конструкции, винтообразность элементов, выпучивания, местные прогибы, погнутость узловых фасонок, коррозия основного металла и металла соединений, трещины;

в сварных швах - дефекты формы шва (неполномерность, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва, кратеры, перерывы) и дефекты структуры шва (трещины в швах или околошовной зоне, подрезы основного металла, непровары по кромкам и по сечению шва, шлаковые или газовые включения или поры);

в заклепочных соединениях - зарубки, смещение с оси стержней и маломерность головок, избыток иди недостаток по высоте потайных заклепок, косая заклепка, трещиноватость или рябина заклепки, зарубки металла отжимкой, неплотные заполнения отверстий телом заклепки, овальность отверстий, смещение осей заклепок от проектного положения;

дрожание и подвижность заклепок, отрыв головок, отсутствие заклепок, неплотное соединение пакета.

8.1.8. Помимо указанного в конструкциях из алюминиевых сплавов выявляются места их контакта с коррозиеактивным материалом.

8.1.9. Оценка категории технического  состояния стальных конструкций  по внешним признакам приводится  в табл. II-3, прил. II.

8.1.10. При обследовании отдельных  видов стальных конструкций необходимо учитывать их особенности и условия эксплуатации.

а) Стальные покрытия

Основной особенностью конструкций покрытий является наличие тонкостенных и гибких стержней, имеющих сложную конфигурацию сечения. Конструкции покрытий имеют довольно четкую расчетную схему, дающую близкое соответствие теоретических расчетных и действительных усилий в элементах; вследствие этого конструкции покрытия имеют мало скрытых и неучтенных резервов несущей способности, и поэтому они очень чувствительны к общим и местным перегрузкам в период эксплуатации. Наиболее чувствительны к перегрузкам прогоны кровли, получающие остаточные прогибы и теряющие прямолинейность. Чувствительны к общим и местным нагрузкам сжатые стержни решетки в средней части ферм, имеющие большую длину и гибкость, могущие потерять устойчивость.