Число точек зондирования для различных зданий
Количество секций в здании | Несущие каменные стены | ||
Число этажей | |||
до 3 | 4-5 | свыше 5 | |
1-2 | |||
3-4 | |||
Более 4 |
Определение прочности камней производится в соответствии с ГОСТ 8462-85, раствора - ГОСТ 5802-86. Морозостойкость материалов каменной кладки испытывают в соответствии с ГОСТ 7025-91.
Условие, при котором поврежденные каменные и армокаменные конструкции подлежат усилению, имеет следующий вид
КбпР > NКТР
где Кбп- коэффициент безопасности (Кбп-1,7 для неармированной кладки, 1,5 - для кладки с сетчатым армированием); Р - фактическая нагрузка в момент обследования; N - несущая способность конструкции без повреждений; КТР-коэффициент, учитывающий снижение несущей способности (табл. 2.7) при наличии повреждений.
Таблица 2.7
Значения коэффициента К снижения несущей способности кладки в зависимости от характера повреждений
№ п.п. | Характер повреждения кладки стен, столбов и простенков | К при кладке | |
неармированной | армированной | ||
Трещины в отдельных кирпичах, не пересекающие растворные швы | 1,0 | 1,0 | |
Волосяные трещины, пересекающие не более двух рядов кладки | 0,9 | 1,0 | |
То же, при пересечении не более 4 рядов при числе трещин не более 4 на 1 м ширины стены, столба или простенка | 0,75 | 0,9 | |
Трещины с раскрытием до 2 мм, пересекающие не более 8 рядов кладки, при числе трещин не более 4 на 1 м ширины стены, столба, простенка | 0,5 | 0,7 | |
То же, при пересечении более 8 рядов | 0,5 |
При этом для расчета конструкций принимается средний предел прочности кладки , который при известных марках кирпича и раствора принимается равным удвоенной величине расчетного сопротивления кладки .
Для испытаний из различных участков каменной конструкции отбирают образцы. Предел прочности при сжатии кирпича определяется на образцах, состоящих из двух кирпичей или из двух половинок, а предел прочности при сжатии камней определяется на целом камне.
Предел прочности при сжатии Rсж (МПа) определяют по зависимости
где Р - наибольшая нагрузка, кН; А - площадь поперечного сечения, м2.
Предел прочности при изгибе Rизг (МПа) определяют согласно схеме испытания
где Р - наибольшая нагрузка; l - расстояние между осями опор; b, h - ширина и высота сечения образца, м.
Полученные данные используются для определения предела прочности RКЛ кладки при сжатии по средней прочности камня и раствора
где А - конструктивный коэффициент, зависящий от вида кладки и прочности камня
т, п -коэффициенты, зависящие от вида кладки; Rр, RK - прочность раствора и камня.
Значения коэффициентов а, b, т, п приведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8
№ п.п. | Вид кладки | Значения коэффициентов | |||
а | b | т | п | ||
Из кирпича, кирпичных блоков и камней правильной формы с высотой ряда 50-150 мм | 0,2 | 0,3 | 1,25 | 3,0 | |
Из сплошных камней правильной формы с высотой ряда 180- 360 мм | 0,15 | 0,3 | 1,10 | 2,5 | |
То же, из пустотелых камней | 0,15 | 0,3 | 1,50 | 2,5 | |
Из сплошных крупных блоков с высотой ряда более 150 мм | 0,09 | 0,3 | 1,10 | 2,0 | |
Из бутового камня | 0,2 | 0,25 | 2,50 | 8,0 |
Коэффициент изменчивости прочности кирпичной кладки принимается С = 0,15, а условное нормативное сопротивление RН = RКЛ(1 - 2С) = 0,7RКЛ. Вероятностное понижение прочности кладки с учетом имеющихся ослаблений (пустошовка, гнезда, отклонения от вертикали) дает значение RКЛ = 0,5RН.
При наличии повреждений кладки стен, столбов и простенков вводится коэффициент снижения несущей способности КТР (таблица 2.7).
Диагностика и оценка остаточной несущей способности бетонных и железобетонных конструкций
Обследование бетонных и железобетонных конструкций осуществляется в соответствии с требованием СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции». Обнаруженные при обследовании дефекты разделяются на следующие по степени важности группы: дефекты, приводящие к снижению и потере несущей способности; частично снижающие несущую способность с изменением геометрических размеров; отклонения в геометрических размерах при сохранении несущей способности, вызывающие непригодность к технической эксплуатации.
Одни и те же дефекты могут создавать условия непригодности как по несущей способности, так и по потере эксплуатационных качеств. Например, прогибы, превышающие допустимые значения, исключают нормальную эксплуатацию конструкций. В то же время снижение несущей способности приводит к аварийному состоянию. Ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси изгибаемого элемента в растянутой зоне, более 0,4 мм свидетельствует о превышении требований по второй группе предельного состояния и одновременно указывает на возможность достижения предела текучести арматурной стали, что сопряжено с потерей несущей способности конструкции.
Наиболее характерными дефектами железобетонных и бетонных конструкций являются трещины. Следует различать трещины, появление которых вызвано напряжениями, возникающими в конструктивных элементах в процессе их изготовления, транспортирования и монтажа, а также обусловленные эксплуатационными нагрузками и воздействием окружающей среды.
К трещинам, появившимся в доэксплуатационный период, относятся: усадочные, вызванные нарушением технологического режима твердения бетона; в результате резких температурных перепадов отдельных участков конструкции и напряжений, возникающих при этом; трещины технологического происхождения, возникающие в элементах сборного железобетона при изготовлении; в результате нарушений условий складирования, транспортирования и монтажа. Объем дефектов такого происхождения достаточно велик и составляет около 60 %.
Трещины, появившиеся в эксплуатационный период, имеют следующее происхождение: возникающие в результате температурных деформаций, неправильного устройства или отсутствия температурных и деформационных швов; вызванные неравномерностью осадок грунтового основания, аварийным замачиванием грунтов, проведением земляных работ в непосредственной близости к фундаментам, динамическими нагружениями, связанными с забивкой свай, уплотнением грунта, близким расположением автотранспортных магистралей и т.п.; обусловленные силовыми воздействиями, превышающими расчетные значения. Последнее обстоятельство связано с увеличением нагрузок от надстройки зданий.
Наиболее опасными являются дефекты, полученные при возведении монолитных конструкций и производстве работ при отрицательных температурах. В этом случае из-за неравномерностей температурных полей возникают дополнительные напряжения, приводящие не только к образованию трещин, но и к нарушениям структуры бетона, снижению физико-механических характеристик, адгезии арматуры с бетоном. Трудноисправимые дефекты возникают при ранней распалубке монолитных конструкций. Так, при распалубке перекрытий, не достигших прочности 70 % Rб,наблюдаются высокие деформации (прогибы), восстановление которых представляет достаточно большие трудности. Увеличение скорости нагружения стеновых конструкций, превышающей интенсивность набора прочности бетоном, приводит к возникновению опасных напряжений.
В каждом конкретном случае необходимо проведение анализа и расчета напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций.
В изгибаемых элементах, работающих по балочной схеме, возникают трещины, перпендикулярные продольной оси, вследствие появления растягивающих напряжений в зоне действия максимальных изгибающих моментов и трещины, наклонные к продольной оси, вызванные главными растягивающими напряжениями в зоне действия перерезывающих сил и изгибающих моментов.
Разрушение бетона сжатой зоны свидетельствует о потере несущей способности конструкции.
Появление в изгибаемых элементах поперечных трещин, проходящих через все сечение, связано с воздействием дополнительного изгибающего момента в горизонтальной плоскости, перпендикулярной плоскости действия основного изгибающего момента.
Трещины в зоне опорной части балок и плит перекрытий указывают на нарушения в анкеровке преднапряженной арматуры, а также недостаточное косвенное армирование. Смятие опорных частей сборных плит является следствием нарушения технологического процесса - замоноличивания пустот опорной части или их заполнения бетонными вкладышами.
В изгибаемых элементах появление трещин сопутствует увеличению прогибов и углов поворота. Аварийными следует считать прогибы изгибаемых элементов более 1/50 пролета при ширине раскрытия в растянутой зоне более 0,5 мм.
Оценка прочностных и деформативных характеристик бетонных и железобетонных конструкций реконструируемых зданий является наиболее трудоемкой и важной операцией. Достоверные результаты способствуют принятию решения по сохранению конструкций здания, предотвращению аварийных ситуаций, разборке и ограждению зоны аварийных конструкций.
Оценка повреждения железобетонных конструкций классифицируется как слабая при снижении несущей способности до 15 %, средняя - до 25 %, сильная - до 50 % и полная - свыше 50 %.
Получение достоверных данных о состоянии железобетонных конструкций связано со степенью точности натурных исследований. На основании полученных результатов дается оценка остаточной несущей способности и эксплуатационной пригодности железобетонных конструкций. В основе оценки заложен принцип расчета несущей способности и эксплуатационной пригодности согласно СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции». На первом этапе определяются несущая способность сечений, прогибы, ширина раскрытия трещин. Эти данные сравниваются с реальным состоянием конструктивных элементов.
Если acrc ≤ [acrc]; f ≤ [f], то конструкция считается пригодной к дальнейшей эксплуатации без усиления или восстановления.
Здесь приняты обозначения: F -фактическое внешнее усилие (продольная сила N,изгибающий момент М,поперечная сила Q); Fn -теоретическая несущая способность сечения элемента; S - фактические геометрические размеры сечения; Rbn -нормативное сопротивление бетона, определенное по фактической кубиковой прочности бетона Rsn, γb - коэффициент надежности по бетону; γbi -коэффициент условий работы бетона конструкций.
По фактическому значению средней кубиковой прочности бетона, полученной в результате прямых или неразрушающих методов диагностики, определяется коэффициент Киз. Затем по СНиП 52-01-2003 устанавливаются класс бетона и все характеристики, необходимые для расчета железобетонных конструкций.
Коэффициент изменчивости свидетельствует о степени повреждения материала конструкций. При его значениях менее 0,8 эксплуатация конструкций без дополнительных мероприятий по разгрузке и временного крепления недопустима. В этом случае целесообразность расчета отпадает, так как требуется принятие более радикальных решений. Если Киз ≥ 0,8, то производится расчет конструкций. При расчете принимается фактическая площадь сечения арматуры с учетом коэффициента Кd,учитывающего степень ослабления площади сечения арматуры коррозией
где d0- исходный диаметр арматуры; - средний сохранившийся диаметр прокоррозированной арматуры с доверительной вероятностью 0,95.
где di -выборочные значения диаметра; Sdk -среднее квадратичное отклонение; t0,95 - коэффициент Стьюдента; Rsn - нормативное сопротивление арматуры; γs -коэффициент надежности по арматуре; γsi - коэффициент условий работы арматуры; acrc, f -расчетная ширина раскрытия трещин и прогиб, вычисленные при фактических прочностных характеристиках бетона и арматуры;[acrc], [f] - допустимые ширина раскрытия трещин и прогиб.
Если в результате расчета разница между полученными и допустимыми по нормам значениями не превышает 25 %, то выполняются расчеты второго этапа, где методами статического моделирования определяются надежность конструкции и ее безотказная работа по первой и второй группам предельных состояний.
В случае невыполнения одного из неравенств конструкцию необходимо усилить.
Дата добавления: 2021-09-07; просмотров: 292;