Основные параметры эксплуатационной пригодности и надежности зданий и сооружений

Каждое здание и сооружение характеризуется определенными эксплуатационными качествами: прочностью и устойчивостью конструкций, их теплозащитными свойствами, герметичностью, звукоизолирующей способностью и т.д. Обобщенные группы основных параметров, определяющих эксплуатационную пригодность зданий, приведены на рис. 4.1.

Конкретный их перечень и числовые значения устанавливаются в проекте при выборе объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, строительных материалов и конструкций с учетом назначения и особенностей каждого здания или сооружения, района строительства и т.д.

Установленные параметры эксплуатационных качеств достигаются в процессе возведения зданий и сооружений при условии выполнения решений, принятых в проекте, и требований СНиП.

Построенные здания и сооружения под воздействием природных и функциональных факторов со временем теряют свои эксплуатационные качества, подвергаются износу и разрушаются. При этом различают физический износ как потерю прочностных качеств, и моральное старение, как потерю технологического соответствия и стоимости в связи с ростом научно-технического прогресса.

Свойство здания сохранять в определенных пределах заложенные в нем параметры называют надежностью здания, которая оценивается вероятностью сохранения требуемого параметра в заданных условиях эксплуатации в течение нормативного времени.

Надежность закладывается в процессе проектирования зданий и сооружений при расчетах на прочность, устойчивость, герметичность и т.д. При этом коэффициенты, связывающие свойства материалов с условиями работы конструкции, принимаются так, что вероятность исправной работы конструкции приближается к 100 %.

Надежность зданий в процессе технической эксплуатации сохраняется или восстанавливается путем своевременного возобновления защитных покрытий, замены или усиления ослабленных элементов и т.д. Надежность всей системы конструкций зависит от надежности составляющих ее элементов. Факторы, определяющие надежность здания, представлены на рис. 4.2.

Для обеспечения надежности, долговечности и пригодности зданий к дальнейшему использованию по назначению необходимо, чтобы они находились в исправном состоянии.

Рис. 4.1. Основные параметры, характеризующие эксплуатационные качества зданий и сооружений

Рис. 4.2. Факторы, определяющие надежность зданий

В процессе эксплуатации здания и сооружения подвергаются как внешним, так и внутренним агрессивным воздействиям (рис. 4.3), которые подразделяются на физико-химические и механические. К физико-химическим воздействиям относятся радиация, температура, осадки (кислотные дожди, град, снег), газы, химические вещества, электромагнитные волны, биологические вредители, технологические процессы, влажность, а к механическим – воздушные потоки, нагрузки, блуждающие токи, морозное пучение, давление грунта и т.д.

При этом особо следует отметить влияние на долговечность зданий и сооружений гидрогеологических изменений грунтов.

По физическому состоянию агрессивные среды, воздействующие на объекты недвижимости, классифицируются на газовлажностные, жидкие и твердые (рис. 4.4).

Газовлажностные среды характеризуются уровнем относительной влажности воздуха (от 60 до 100 %) и концентрации газов в воздухе.

Жидкие среды –это главным образом грунтовые воды, как правило, многокомпонентные, в которых протекают физико-химические процессы образования хлористых, сульфатных и магнезиальных солей кальция, вследствие чего развиваются процессы сульфатной коррозии и образования кристаллогидратов. При этих процессах в поровой структуре цементного камня бетонных конструкций увеличивается объем новообразований в несколько раз. Наблюдается шелушение поверхности бетона, появляется сетка трещин, происходит фрагментация блоков из-за выпадения заполнителя. Процесс разрушения распространяется внутрь бетона постоянно по стадиям: уплотнение – упрочнение – разупрочнение – разрыхление.

В зависимости от пористости бетона и минералогического состава цемента скорость этого процесса составляет от 0,5–1,0 мм до 1,5 см в год. Процесс ускоряется температурными климатическими воздействиями: замораживанием – оттаиванием – высушиванием. Аналогичные разрушения возникают в кирпичной кладке наружных стен и подземных сооружений.

К особой категории жидких сред следует отнести техногенные воды, в которых содержатся кислоты, щелочи, растворители, масла. Как правило, очистка этих вод неудовлетворительна.

Твердые среды – сухие минерализованные грунты, содержащие CL, SO^2–₄, Mg²⁺, Na, K, удобрения, производственная пыль.

Агрессивность твердых веществ определяется их растворимостью в воде 2 г/л и более и гигроскопичностью при влажности 60 % и менее. Они попадают на конструкции здания вместе с осадками (дождь, снег).

Рис. 3.3. Факторы, воздействующие на здания и сооружения (ð - механические воздействия; - физико-химические воздействия

Рис. 4.3. Факторы, воздействующие на здания и сооружения

Рис. 3.3. Факторы, воздействующие на здания и сооружения (ð - механические воздействия; - физико-химические воздействия

Рис. 4.4. Характеристика сред и их воздействие на здания и сооружения