Лекции по "Сейсмике"

Детальное обследование зданий и сооружений после землетря¬сения включает [96]:

наружный и внутренний осмотр (не рекомендуется ограничи¬ваться  только наружным осмотром);

оценку общего состояния зданий, их отдельных частей, распре¬деления разрушений и повреждений  в плане и по высоте;

фиксацию и замеры трещин и остаточных деформаций несущих  и ненесущих элементов и их сопряжений;

определение остаточных деформаций и просадок оснований  и фундаментов;

измерение динамических характеристик объектов и прочност¬ных характеристик основных несущих  конструкций;

установление степени  повреждения объектов в соответствии с сейсмической шкалой (приложение 1) и табл. 13-2.„13-8;

выявление характера  развития деформаций во времени (с установкой маяков и повторным обследованием  отдельных зданий, в первую очередь, расположенных на слабых грунтах, в  течение 2—3 ЕеЬель после землетрясения  и после сильных афтершоков);

составление карты  повреждения зданий и сооружений для на-менного пункта или его  отдельных участков, при этом необходи-у.: обращать внимание:

на характер работы, остаточные деформации и повреждения  пгыковых соединений и сопряжений конструкций  и элементов;

на картину и  характер трещинообразования и проявления пов¬реждений (от данного землетрясения, от прошлых землетрясений, от других воздействий);

на наличие и  объем антисейсмических конструктивных мероприятий;

на соблюдение проектных требований и качество выполнения ггроительно-монтажных  работ;

на направление, длину, глубину проникновения и  ширину раскрытия трещин, остаточные деформации конструкций, их отклоне¬ния  от вертикали и горизонтали, перекосы, искажения углов между элементами, характер выколов и смятия бетона и кладки, выпучи¬вание и разрыв стержней арматуры, потерю устойчивости элемен¬тов стальных конструкций, подвижки в стыковых соединениях, раз¬рушения  сварных швов и т. п.

При обследовании используются рулетки, обычные и  угломер¬ные линейки, транспортиры, отвесы, специальные лупы, микроско¬пы, штангель-циркули, бинокли, компасы, фотоаппараты, фото¬вспышки с автономным электропитанием  и т. п.

Картирование дефектов выполняется на схемах-развертках стен, колонн, перекрытий, перегородок и  т. д., выполненных в ма¬сштабе, с  привязкой их к принятой системе  координат.

Производя обследование зданий, пострадавших при землетря¬сении, следует учитывать изменения, вносимые в нормативные до¬кументы и касающиеся как определения сейсмических нагрузок, так и .конструктивных ограничений, обеспечивающих сейсмостойкость зданий и сооружений.

 

Требования к  материалам

Бетоны применяются  не ниже класса (марки) В15 (М200) и не ниже класса (марки) бетона восстанавливаемого или усили¬ваемого элемента. Модуль упругости нового бетона должен быть близким по значению модулю упругости  бетона поврежденного эле¬мента.

Для армированных слоев из пневмобетона и торкрет-бетона при¬меняются цементные растворы или  цементно-песчаные бетоны с пределом прочности при сжатии 5...20 МПа.

Арматура —  из класса Bp-I, Bp-II, A-I, А-Н и А-Ш.

Фасонный профиль  — из углеродистой стали марки  ВСтЗ, ВСтЗсп.

Стали, подвергнутые силовой калибровке, как правило, приме¬нять не рекомендуется из-за их хрупкости.

При выполнении поверочных расчетов по рабочей документации с  нормируемой маркой бетона значение условного класса бетона принимается  равным 80% марки бетона в МПа для  тяжелого, мел¬козернистого и легкого  бетона. Для промежуточных значений ус¬ловного класса бетона, отличающихся от значений параметриче¬ского ряда, расчетные сопротивления бетона определяются по ин¬терполяции.

В случае выполнения расчетов по результатам натурных обсле¬дований  значение условного класса бетона принимается  равным 80% средней прочности бетона в группе конструкций, конструкции  или отдельной ее зоне, полученной по результатам испытаний не-разрушающими методами, или испытаний образцов бетона, ото¬бранных от конструкций.

Расчетные характеристики арматуры принимаются в зависимо¬сти от класса арматурной стали существующих железобетонных конструкций согласно СНиП 2.03.01-84.

Эпоксидный полимерраствор и полимерцементный раствор наз¬начаются в соответствии с рекомендациями.

Восстановительные работы.

Оценка возможности  восстановления сейсмостойкости зда¬ния  определяется значением коэффициента повреждения \ (отно¬шение числа поврежденных элементов и их сопряжений к общему числу элементов и сопряжений в здании).

К конструктивным элементам следует относить:

в каркасных зданиях  — колонны, ригели, узлы и их сопряжения, элементы заполнения в случае их участия  в работе каркаса;

в крупнопанельных  зданиях — наружные и внутренние панели стен и узлы их сопряжения друг с другом и панелями перекрытий;

в кирпичных зданиях  — простенки, глухие стены, углы и  пересе¬чения стен;

в каркасно-каменных зданиях — простенки, стойки, антисейсми¬ческие  пояса — ригели, узлы сопряжения стоек и ригелей.

Работы по восстановлению сейсмостойкости зданий и отдельных  конструктивных элементов должны производиться  в определенной последовательности, обеспечивающей наиболее быстрый ввод в эксплуатацию: ремонт поврежденных частей зданий и замена от¬дельных элементов и конструкций; восстановление здания; усиле¬ние здания.

Ремонт — обеспечение  первоначальной прочности поврежденных конструкций зданий.

Восстановление  — обеспечение первоначальной сейсмостойкости  здания в соответствии с требованиями норм для строительства в сейсмических районах на момент проектирования здания, при на¬личии повреждений в результате землетрясения.

Усиление —  доведение сейсмостойкости здания до уровня требо¬ваний действующих  на момент землетрясения норм для  строитель¬ства в сейсмических районах.

Уровень сейсмостойкости  здания должен указываться в зада¬нии на разработку проекта по выполнению ремонтно-восстанови-тельных работ  с учетом следующих факторов: функ¬ционального назначения здания; градостроительных  задач; истори¬ческой ценности; первоначальной сейсмостойкости здания; степени  поврежденное™ здания; срока эксплуатации здания до рассматри¬ваемого землетрясения; количества перенесенных зданием земле¬трясений нерасчетной и расчетной интенсивности; наличия и ха¬рактера осуществленных после предыдущего землетрясения  ре-монтно-восстановительных работ; специфику усиления несущих конструкций  здания до рассматриваемого землетрясения.

Восстановление (усиление) зданий с серьезными повреждения¬ми проводится в следующем порядке:

разборка угрожающих обвалом частей зданий;

установка креплений  для поддержания неразбираемых  конс¬трукций и обеспечения устойчивости здания;

разборка и удаление завалов;

установка дополнительных креплений, необходимость в кото¬рых выясняется в процессе очистки;

разборка удаляемых  конструкций;

замена поврежденных конструкций новыми при соблюдении оче¬редности:

а) отделение восстанавливаемого участка от невосстанавливаемой части здания;

б) восстановление опор стен первого этажа и несущих конструк¬ций в полном объеме;

в) восстановление междуэтажных перекрытий, стропил, несу¬щих конструкций кровли и самой кровли.

Работы по разборке разрушенных зданий и сооружений, под¬лежащих сносу, а также по очистке территории от завалов должны производиться как первоочередные с целью создания нормальных условий  эксплуатации соседних уцелевших зданий и сооружений.

При восстановлении стен предварительно должны быть приня¬ты меры к передаче нагрузок от опирающихся  на деформируемую стену конструкций  на временные опоры и устроены необходимые крепления.

Решением этих вопросов, а также уточнением данных проведен¬ных ранее обследований, установлением  окончательного перечня ремонтно-восстановительных  работ, обмеров и определением физических объемов работ в натуральных  показателях, необходимых для составления  смет, определением денежных, материальных и трудовых затрат занимаются группы обследования в состав кото-пых входят представители строительных организации  и заказчика. Р Для зданий с  серьезными повреждениями устанавливается  не¬обходимость устройства креплений  для поддержания неразбирае-мых  конструкций и обеспечения устойчивости здания в целом.

Все части здания с конструкциями, для которых  характерна по¬теря устойчивости положения (с остаточными деформациями, оп¬ределяющими опасность последующего обрушения-полное сме¬шение перекрытий с одной  из опорных площадок по трем или  че¬тырем сторонам, отклонение вертикальных несущих конструкции более одной  шестой толщины элементов, значительные перекосы всего сооружения и т. п.), не могут быть использованы для вре¬менной эксплуатации и подлежат частичной  или полной разборке (сносу) также  подлежат здания при £>0,6 с недо¬пустимыми деформациями в виде сдвигов перекрытии от 25 до 50% проектной глубины опирания и смещений несущих вертикаль-ных  конструкций на величину менее одной  шестой толщины эле¬ментов, но более 10 мм.

Здания, в конструкциях которых установлены различные  недо¬пустимые деформации (за исключением  смещений перекрытии) при к<0 6 могут  быть использованы для малочисленного и кратко¬временного пребывания людей при условии замены элементов  с не¬допустимыми деформациями и  частичного ремонта остальных кон¬струкций.

В случае наличия  повреждений с коэффициентом  к<0,6 здания могут быть восстановлены  или усилены, при этом назначение уров¬ня сейсмостойкости.

В настоящее время  имеется большое количество различных  кон¬структивных решений и методов  усиления  (восстановления)  пов¬режденных  элементов зданий. Однако, как известно, сейсмические воздействия в силу своей специфики отличаются от всех других вызывающих различные повреждения  конструкции: просадка грун¬тов, оползни, перегрузки, коррозия, пожары и т. п. Следовательно в сейсмических районах  отдельные решения не приемлемы, так как они не все были экспериментально исследованы с учетом возмож¬ных сейсмических воздействий, а в случае их применения на прак¬тике—не прошли проверки при последующих землетрясениях. Способы восстановления поврежденных элементов зданий при  землетрясении  сле¬дует применять на основании  соответствующих расчетов и техни¬ко-экономических  сравнений различных вариантов   (минимальные сроки выполнения работ, их стоимость и экономичность). При  этом необходимо учитывать наличие  строительных материалов в период производства   работ по   усилению   (восстановлению),   результаты научно-исследовательских  работ по проверке различных методов  усиления (восстановления) с учетом местных условий, имеющийся опыт выполнения аналогичных работ местными строительными ор¬ганизациями, а  также их механовооруженность.

Инъецирование в  трещины:

цементного раствора — введение цементного молока (теста) в каменную кладку под давлением 0,1...0,4 МПа (1...4 ат). Исполь¬зуется при  восстановлении зданий, в которых  деформации снизили первоначальную прочность кладки, но не привели  к смещению ос¬новных узлов и  конструкций;

полимеррастворов  — введение под давлением до 1,0 МПа (10 ат) высокопрочных клеющих  составов, обеспечивающих полное восста¬новление  монолитности  поврежденной  конструкции.  Применение различных клеющих составов зависит от величины раскрытия тре¬

щин и класса (марки) бетона. .

Кроме использования  чисто полимеррастворов возможно пои  менение полимеррастворных армированных шпонок (ПАШ) и по лимеррастворных  армированных  шпонок  со  скобой   (ПАШС)    а также полимерцементных растворов.

Метод инъецирования  полимеррастворов предусматривает  при¬менение составов: v

  герметизирующего  — для герметизации трещин  по всей их длине с целью  создания замкнутого пространства  при инъецировании;

инъеционного —для   инъецирования   трещин   при   воостановлении поврежденных конструкций.

При подборе составов эпоксидных клеев, полимеррастворов и -полимерцементных растворов, оборудования и производстве работ следует  руководствоваться рекомендациями.

Торкретирование – нанесение цементно-песчаного  раствора (торкрет-штукатурки) или мелкозернистого  бетона на стены и простенки под  давлением:

О 15   0 35 МПа (1,б...3,5 ат)- торкрет-бетон; 0,4...0,7 МПа (4...7 ат)-пневмобетон.

Применяется для  восстановления поврежденных участков после отбивки штукатурки с одной  или  двух сторон, тщательной расчистки  трещин и очистки поверхности  с последующей промывкой водой  под давлением.

Армированные слои выполняются из торкрет-бетона и  пневмо-бетона.

В зависимости  от степени повреждения и результатов  расчета восстановление или усиление может осуществляться путем закреп¬ления на поврежденных или ослабленных  элементах стен арматур¬ных сеток  или каркасов и нанесения торкрет-бетона на одну (односторонняя рубашка) или  две (двухсторонняя рубашка) их поверхности.

Толщина армированных слоев ориентировочно принимается:

30мм- при 1—2-й  степени повреждения, ао<0,6 МПа  и вы¬соте здания более 2 этажей  с антисейсмическими ме¬роприятиями;

40 мм — при  3-й степени повреждений и ао>0,6 МПа и высо¬те здания более  2 этажей без антисейсмических  ме¬роприятий.