Основные дефекты железобетонных конструкций ( трещины ).

Наиболее хар-ным дефектом ж/б конструкций являются трещины Ж/Б конструкции разделяют на категории трещиностойкости (связаны с условиями эксплуатации, классами арматуры, напряженным состоянием сечений и шириной раскрытия трещин (предельно допустимая ширина раскрытия трещин в условиях неагрессивной среды сост 0,1-0,4 мм). Для 1 категории трещиностойкости образование трещин вообще не допускается (предварительно напряженные конструкции). Различают трещины проявившиеся в ЖБК в процессе изготовления, транспортировки, монтажа, а также трещины от эксплуатационных нагрузок и воздействия окружающей среды. К трещинам, проявивш. в эксплуатац. период относятся: Усадочные трещ, вызванные быстрым набором прочности. Неравномерным охлаждением бетона Трещины технологического происхождения Трещ, вызв большим гидрационным нагревом при твердении бетона в массивных конструкциях. В сборных к-циях силового происхождения, вызванные неправильным складированием, транспортировкой и монтажом. Трещины, появившиеся в эксплуатац. период можно разд на след. виды: Возникшие в рез- те темпер деформаций Вызванные неравномерн осадкой грунтового основания Обусловленные силовыми воздействиями, превышающими несущую способность конструкции. С точки зрения напряженно деформ. состояния к-ций трещины можно разделить по их влиянию на несущую способность: Указывающие на аварийное сост к-ций Увеличивающие водопроницаемость бетона Уменьш долговечность к-ций из-за интенсивной корроз арматуры (бетона) Не вызывающие опасений надежности конструкций Трещ от силового возд-я обычно располог ┴ дей-ю шовных растяг напряж-й. Усадочные трещины в плоских к-циях распредел хаотично по объему, а в к-циях сложной конфигурации концентрируются в местах сопряжения элементов. Трещины от коррозии арматуры проходят вдоль коррозированых стержней. 42. Трещины в изгибаемых и предварительно напряженных конструкциях Хар-ми явл Трещины, возник в изгиб эл-тах., ┴ -х продольной оси вследствие появления растякивающих напряжений в зоне действия max изгиб моментов и трещины наклонные к продольной оси, вызв главными растягивающими напряжениями в зоне действия существенных перерезывающих сил и изгиб моментов. Основные хар-ные трещины изгиб ж/б к-ций, работающих по балочной форме: Норм трещины в зоне max изгиб момента Норм трещины в зоне max поперечной силы Трещины разрушения в сжатой зоне эл-та Норм трещ имеют max ширину раскрытия в крайних растягивающих волокнах в сечениях элемента Накл трещ начинают раскрываться в средней части боковых граней эл-та в зоне действия max касат напряж, и затем развив в сторону растянутой грани. Разруш бетона сжатой зоны сечений изгиб эл-тов указ на исчерпание несущей способности к-ции. Трещины в предаварительно напряж к-ции К-ции, армированные высокопрочной арматурой, изготавл преднапряженными с повышенными требованиями к трещиностойкости. Появление трещин всегда свидет либо о серьезных технолоигических недоработках, либо о перегрузке Причины возникновения трещин: Возникает вследствие малого преднапряжения или перегрузки балки по норм сечению. Свидетельств о перегрузке накл сечения балки (несоотв класса бетона проекту) или его заниженное значение, большой шаг поперечной арматуры Свидетельствует о перегрузке нормального сечения Низкий класс бетона, его недостат прочность в момент создания предварит напряж вызывает нарушение анкеровки арматуры. И 6) вызваны силовым обжатием бетона преднапр арматуры. Эти трещ свидет о недостат косвенном армир в зоне анкеровки преднапр арматуры. Непроектное расположение закладн деталей со смежной конструкцией. 43. Трещины в сжатых элементах Появление прод трещин в сжатых эл-тах свидет о разрушении связей с потерей устойчивости продольной сжатой ар-ры из-за недост колич поперечного косвенного армирования. Деф в виде трещ и отслоения бетона вдоль арматуры ж/б эл-в могут быть вызваны коррозионным разрушением арматуры. В связи с этим происходит уменьшение сцепления прод и попер арм с бетоном. Хар-р трещинообразов зависит от эксцентриситета прил нагр. При больших эксценитрис. В растянутой зоне могут образоваться горизонтальные трещ, свидетельствующие о перегрузке колонны или недост армировании. При малых эксцентрис появл вертик трещины, являющиеся следствием перегрузки колонны или низкого класса бетона. Трещинообразование в колоннах сплошного сечения А) Трещ от действ эксплуат нагрузки 1) Трещ от действия(перегрузки) колонны, недостающей прод рабоч арматуры 2) Перегрузка колонны при малом эксцентрис, сниженный класс бетона 3) Потеря местной устойчивости в прод арматуре 4) Маленький класс бетона 5) Недостаточное кол-во арм в консоли, перегрузка арматуры. 6) Недостат армиров консоли горизонт и наклонными стержнями Б) Ту- трещины от усадки бетона Тк- трещ от коррозии арматуры Тм- монтажные накрузки 44. Трещины в плитах и панелях перекрытий Для плит перекр характерно развитие трещин силового происхожд на нижн растянутой поверхности. При этом сжатая зона может быть не нарушена. Смятие бетона сжатой зоны указывает на опасность полного разрушения плиты. Перекрытия пром предприятий работают в сложных условиях, испытывая технологич перегрузки, ударные и вибрационные воздействия, а также влияние массы. Трещины плиты перекр образуются от усадки бетона и коррозии арм. Хар-р трещин обусловлен силовым возд., зависит от статич схемы плиты перекрытия, вида и хар-ра действ нагр., способа армир и соотнош пролетов. При этом трещины расположеные ┴ - но главн растягив напряжениям. Причинами широкого раскрытия силовых трещ обычно явл перегр плиты, недост кол-во раб арматуры или неравномерн ее размещение. Если ширина раскрытия трещин превышает 0,5мм плиты усиливают методом наращивания с дополнительной арматурой. Усадка трещин при ширине раскрытия 0,1 мм не опасна и абычно устраняется оштукатуриванием поверхности. Характер образования трещин от эксплуат нагрузки ребристых панелей перекрытия практически не отлич от балок и плит. Однако в них часто встреч и технологич деформ в виде щелеобразн раковин и усадочных трещин. К ним относ трещ., идущие вдоль арм стержней и возникающие от разрыва уплотнений бетонной смеси при вибрации; продольные щелеобразные раковины под арматурн стержнями м от зависания бетонной смеси; трещины от деформ при темрич обработке; усадочн трещ при жестком режиме тепловлажносной обработки, высоком расходе вяжущего. Для многопустотных панелей перекрытия характ технологич трещины в ребрах между пустотами, а также продольн трещины в верхней полке вдоль пустот. Полки панелей Нормальные в продольном ребре Наклонные в продольном ребре Продольные в поперечном ребре Силовые трещины в пустотных панелях соответствуют недостаточной прочности по нормальному сечению. Панели перекрытий с технологическими трещинами с шириной раскрытия балки 0,2 мм отбраковываются. 45. Дефекты каменных (кирпичных) конструкций При обследов. каменных конструкций необх. выявить несущие элементы, их структуру, состояние арматуры (в армокаменных констр.)и закладных деталей. Важно установить р-ры и хар-р дефектов разрушений, сколов и трещин. Необх. выяснить нарастают ли трещины во времени или нет, с этой целью на трещины ставят маяки. Трещины в несущ. каменных конструкциях соответствуют стадиям трещинообразования. Одновременно выделяют факторы, вызывающие возможность образования трещин: Низкое качество кладки, т.е. плохие растворные швы, несоблюдение перевязки, забутовка с нарушением технологии и т.д. Недостаточная прочность кирпича и р-ра (трещиноватость, криволинейность, пониженная марка р-ра) Совместное применение в кладке разнородных по прочности и деформированию каменных мат-лов (глиняного, керамич., силикатного) Понижение кач-ва работ в зимнее время (использ. кирпича с наледью, прим. замерших р-ров) Использ. каменных мат-лов не по назначению (силик. кирпича в условиях повышенной влажности) Отсутствие температурных-усадочных швов или недопустимо большое расстояние между ними агрессивное воздействие среды (кислотное, щелочное, солевое) Попеременное замораживание/оттаивание, а также увлажнение/высушивание Неравномерная осадка зд. и сооруж. Трещины в кирпичных стенах Явление распространенное, причинами которого могут быть, как внешние так и внутренние силовые воздействия, обусловленные особенностями физ-механич св-в кладки и влиянием окружающей среды. В значительной степени способствует образованию трещин неравномерная осадка фундамента. рис. Трещинообразование наружной стены кирпичного здания 1-Трещины неравном. осадки фундамента (подмачивание, вибрация, замораживание) 2- Трещины от недостаточной площади операния перемычки 3- Трещины от недостаточной прочности кирпича 4- Трещины по большой длине температурного шва 5- Трещины от температурной деформации стен Хаотично расположенные трещины часто возникают в сооруж, оказавшихся в непосредственной близости от места забивки свай, особенно в старых зд-иях, в которых износ кирпичной кладки достигает 40% и более. При разработке рекомендации о дальнейшей эксплуатации зд. необх определ. хар-ку кладки: Прочность кирпича (марка кирпича) марка р-ра из кирпичной кладки плотность, влажность, морозостойкость, водонепроницаемость 46. Требования к бетону и бетонным работам усиливающих конструкций Для конструкций, подлежащих усилению, следует устанавливать места потери прочности поверхностного слоя бетона и намечать дефектные уч-ки, требующие удаления. Удаление бетона следует проводить с вырубкой полостей прямоугольной формы так, чтобы основные рабочие грани их были перпендикулярны направлению действия усилий, а остальные грани параллельны ему. Для обеспечения совместной работы бетона, усиленной конструкции, со старым бетоном необходимо уделять внимание способствующие повышению адгезии старого бетона с новым. Поверхность старого бетона должна быть промыта водой. Класс бетона усиления следует применять на один класс выше, чем класс бетона, усиливаемой конструкции, но не ниже С30/37 для надземных к-ций и не ниже С25/30 для фундаментов. Для конструкций, работающих в агрессивных средах класс бетона усиления должен приниматься согласно проекта. Строительный раствор для заделки гнезд, борозд, отверстий следует принимать не ниже марки 150-200. Максимальную крупность заполнителя для бетона усиления следует назначать с учетом следующих требований: при уплотнении вибрированием принимают фракции 5-20мм при обоймах толщиной 75-100мм прим. заполнитель фракцией 3-10мм при нанесении набрызгом крупный заполнитель не более 10мм при торкретировании-3-10мм Удобоукладываемость бетонной смеси рекомендуют назначать в зависимости от толщины бетонирования. Рекомендуется обязательно применять химические добавки (ускорители, пластификаторы, добавки уплотняющие), которые применяются, чтобы не было коррозии и т.д. При выполнении работ по усилению в зимний период следует применять бетоны с противоморозными добавками (поташ, аммиячн. вода) В зимний период необходимо осуществлять уход за бетоном. 47.Требования к арматуре и арматурным работам усиливающих конструкций При усилении под нагрузкой рекомендуется избегать конструктивных решений, предусматривающих сварные соединения существующей арматуры с элементами усилений. Не допускается применять сварные соединения при напряжении в арматуре усиливаемого элемента более 0,85 от предела текучести арматуры. Если конструктивное решение предусматривает сварные соединения коротышами, привариваемые к существующей арм-ре во избежание поджегов, подрезов, рекомендуеться изготавливать их из арм. стали класса S240 диаметром 10, 16мм. В проекте реконструкции необходимо оговаривать вид сварных соединений, марку электродов, очередность выполнения швов, обработку пов-ти швов. К-ция и очередность выполнения сварных швов должна обеспечивать минимальные деформации к-ций в процессе сварочных работ. При усилении во избежание концентрации напряжений следует назначать мин. необх. сечение сварных швов, при чем целесообразно повышать длину шва, а не его сечение. При проектировании и выполнении сварных соединений ар-ры следует руководствоваться следующим: в случае приварки дополнительной ар-ры к существующей, сварные швы высотой 4-6мм в к-циях разгруж. во время выполнения работ по усилению должны выполняться за 1 проход швы высотой более 6мм-за 2 прохода при сварке под нагрузкой при отриц. температуре, а также для к-ций, воспринимающих при эксплуатации динамическую нагрузки швы высотой меньше 6мм выполн. за 2 прохода электродуговой сваркой, а при высоте >=6 мм за 3 прохода. в случае сварки листового металла или приварки к нему арм-ры в конструкциях разгруж. на время усиления швы высотой 8-9мм, выполн за 3 прохода электродуговой сварки при их горизонтальном положении, и за 4- при вертикальном и потолочном положении. Швы высотой >=10мм выполн. соотв. за 4 и 5 проходов при сварке таких конструкций под нагрузкой при отриц. температуре, а также для констр., которые восприним. при эксплуат.динамич нагрузки, швы высотой 8-9мм выполн., зв 4 прохода электродуговой сварки, а швы высотой более 10мм за 5 проходов Отрезка концов стержней электрич. дугой при усилении к-ций, не допускается, толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 20мм. В ж/б к-циях усиления, работающих в агрессив.средах предпочтительно применение сталей марок 18Г2С, 25Г2С, облад-йх повышенной коррозийной стойкостью. Для предотвращения проскальзывания стержней усиление необх. обеспечить их падежную анкеровку. 48. Технология восстановления железобетонных усиливающих конструкций Усиление может производиться как в случае изменения нагрузки на констр., так и при сохранении нагрузок и расчетной схемы. В последнем случае при уселении фактически необходимо восстановить конструкцию в проектном виде. Основными примерами восстановления не сильно поврежденных констр. является мероприятия по: заделка трещин в бетоне и ж/б восстановление разрушенных слоев бетона усиление поврежденной ЖБК, работающей на восприятие поперечной нагрузки. Предполагается, что указанное нагружение в констр. возникает вследствие однократного воздействия каких либо внешних факторов, причем дальнейшая работа конструкции предполагается при воздействии нагрузок, не превышающих критических. Трещины в бетоне и ж/б констр. заделываются цементно-песчанным р-ром марок 150,200. Короткие и не глубокие трещины разделываются фризой до ширины более 10мм. После этого они заполняются р-ром или нагнетаются с применением специальных приспособлений. При больших повреждениях(широких трещинах)кроме заделки трещин рекомендуется усиливать к-цию обоймой или рубалками из ж/б. Восстановление защитного слоя бетона производиться следующими методами: Оштукатуривание конструкций плотным цементным р-ром (М150,М200) Обетонирование бетоном, имеющим прочность на класс выше, чем старый бетон Торкретирование плотным р-ром При всех способах при восстановлении защитного слоя бетона производятся подготовительные работы с конструкцией (насечки и т.д.). В случае коррозии арм-ры для компенсации прокоррозировавшей её части применяют накладки из арматурной стали, привариваемых к рабочей арматуре. Обетонирование цементным бетоном 1-восстанавливаемая конструкция 2-Рабочая арматура 3-накладки, привареваемые к рабочей арматуре (из стали) 4-Подготовленная поверхность 5-востановленный защитный слой бетона, наносимый бетонированием или торкретированием Торкретирование цем.-песч. р-ром 1-Востановленная конструкция 2-рабочая арматура 3-Расчищенная поверхность конструкции 4-арматурная сетка из проволки, прив. к раб. арм-ре Д=5-6мм, ячейка 50х50мм 5- Восстановленный защитный слой из р-ра М150-200 49.Технология восстановления несущей способности опорных частей изгибаемых элементов Восстановление несущей способности изгибаемых элементов при разрушении их опорных частей как и вообще усилений указанных элементов на восприятие поперечных сил целесообразно производить посредством увеличения сечения поперечной и наклоннннойарм. Простым по трудоемкости способом явл. усиление вертикальными накладными хомутами: Усиливаемая балка хомуты с гайками поперечное усиление продольное усиление трещина в бетоне Для устройства хомутов необх. предварительно пробить отверстия с обеих сторон балки, затем снизу балки в отверстия заводятся хомуты. При этом на каждой грани балки под хомуты устраиваются прокладки из уголков. Хомуты имеют на концах резьбу. После подвязки хомутов сверху балки, на их концах одеваются накладки из полосовой стали. 50. Технология восстановления и усиления ЖБК способом увеличения поперечного сечения с применением бетонирования. Усиление сборных и монолитных ж/б конструкций обетонированием производят способом устройства ж/б обойм, трехсторонних рубашек и односторонних набетонок с устройством доп. арматуры. Мin толщина обойм и набетонок при усилении обетонированием. Усиливаемые элементы Способы устройства обойм, набетонок вибрирование Торкретирование Колонна Боковые стенки балок Нижние пояса балок, ферм Стенки резервуаров, силосов Плиты перекрытий при устройстве набетонок сверху снузу 8 6 15 8 3,5 6 5 3 5 3,5 - 3,5 Ж/б обоймы использ. при необходимости увеличения или восстановления несущей способности колонн, стоек, рам, ферм, а также при усилении изгибаемых элементов, сборных и монолитных балок, ригелей, их характерная особенность охватывать конструкции со всех сторон. Наиболее широкое применение обойм рекомендуется для усиления колонн, т.к. в этом случае достигается наибольший эффект этого конструкторского решения. Для усиления колонн применяется несколько типов обойм, которые отличаются конструктивными особенностями, материалами, производством работ и эффективностью усиления. Одним из типов ж/б обойм являются обоймы с обычной продольной и поперечной арматурой без связи арматурной обоймы с арматурой, усиливающей колонны. Площадь продольного армирования обоймы определяется расчетом, но Ø>=16мм для сжатых и 12мм для растянутых стержней. Поперечная вязанная арматура применяется Ø>=6мм, а сварная – 8мм, и устанавливается с шагом 15 диаметров – продольная, но <=3толщины обоймы и <=200мм в местах возможной концентрации напряжений. Шаг хомутов должен быть вдвое меньше. При устройстве местной обоймы на поврежденной поверхности она должна выходить за пределы на длину не менее 0,5 толщины обоймы, >=длины анкеровки арматуры, >=2хширин большей грани колонны и >=400мм. Для улучшения сцепления нового бетона со старым на поверхности старого бетона выполняют адгезионную обливку из полимерных или химических добавок. Разновидностью ж/б обойм колонн являются обоймы с установкой вдоль их граней жесткой наружной арматуры из уголков, которая у концов усиливаемых колонн приваривается к горизонтальным опорным уголкам. 51. Технология увеличения ЖБК рубашками и наращиваниями. Конструктивное решение, известное как «рубашка», представляет собой обетонку, не замкнутую с одной стороны. Рубашки рекомендуется применять в тех случаях, что и обойма, когда по каким-либо причинам нет возможности обхватить усиливаемый элемент со всех сторон, например в колоннах, примыкающих одной стороной к стенке. усиливаемая колонна ж/б рубашка продольная арматура хомут подготовленная поверхность колонны Рубашки часто применяются при усилении монолитных балок ребристых перекрытий. При армировании рубашек отдельные стержни доп. продольной арматуры привар. к существующей. Особое внимание рекомендуется уделять анкеровке поперечной арматуры по концам поперечного сечения рубашек. При усилении колонн хомуты должны привариваться к арматуре усиливаемой колонны. Если рубашки устраиваются только на поврежденные участки усиливаемых элементов, то их необходимо распространять на поврежденные части не менее длины анкеровки продольной арматуры рубашки. Усиление наращиванием заключается в том, что усиливаемые конструкции увеличиваются по высоте или ширине. Характерная особенность этого способа – восприятие касательных напряжений, действующих в плоскости контакта старого бетона с новым. Доп. армирование приваривается к арматуре усиливаемой конструкции, предварительно обнажаемой скасыванием защитного слоя в местах приварки. Аналогично по своей сути усиление сборных ребристых плит покрытия, при котором наращиваются продольные ребра плиты с целью установки дополнительной арматуры. Рис. Установка дополнительной рабочей арматуры: усиливаемые плиты доп. арматура арматура плит, оголенная на участке длинной 100мм через 1м по длине бетон или раствор сварка антикоррозионное лакокрасочное покрытие бетона В случаях значительного наращивания сечения рекомендуется применять специальные привариваемые соединительные элементы вертикальные и наклонные. После проведения сварочных работ производится подготовка поверхности и бетонирование наращиваемого сечения, которое принципиально не отличается от подобных работ при устройстве обойм и рубашек. Сходным по своей сути с наращиванием балок в растянутой зоне является усиление ребер плит покрытия, привариваемых на ригеля. Рис. Усиление сборных ребристых плит при значительных их повреждениях Усиливаемые плиты Монолитный бетон Рабочая арматура усиления Вырубленый участок полок плит для укладки бетона Рабочая арматура плиты Поперечная арматура усиления Рис. Наращивание сверху монолитных плит при обеспечении сцепления поверхностей: усиливаемая плита монолитный слой бетона конструктивная арматура усиления повышение сцепления монолитного бетона с плитой (насечка) Следует отметить, что форма и размер наращивания определяется в каждом слое особо в соответствии с необходимым увеличением несущей способности. Рис. Наращивание пустотных плит сверху при недостаточном сцеплении поверхностей: Усиливающие плиты Монолитный слой бетона Конструктивная арматура усиления Арматурные каркасы усиления Вырубленные полки плит в местах установленного каркаса Поверхность сцепления монолитного бетона с плитой Для хорошего сцепления поверхности старого и нового бетона необходимо предусмотреть конструктивное решение: усиление пустотных плит с бетонирование некоторых пустот с установкой арматурного каркаса полное оголение арматуры сжатой зоны конструкции с последующим одновременным замоноличиванием и конструктивным наращиванием. 52.Усиление ЖБК металлическими элементами Рис. Усиление колонны металлической обоймой: Усиливаемая колонна Стойки уголка Соединительные планки подкладки Зачеканка цементным раствором(подливка) Помимо ж/б обойм для усиления колонны м.б. рекомендована металлическая обойма. Составными частями являются стойки уголкового профиля, установленные по граням колонны, соединительные планки между ними и опорные подкладки из уголков или листового металла. Ме обоймы рекомендуется применять в тех случаях, когда нельзя уменьшить габариты производственных помещений и требуется выполнить усиление в кратчайший срок. При устройстве металлических обойм обязательным условием является плотное примыкание металлических стоек к граням усиливаемой колонны и их вертикальность. Для достижения этого условия рекомендуется поверхность бетона в месте примыкания стоек выровнять сколом неровностей и зачеканкой цементным раствором. Эффективность усиления зависит от примыкания металлических стоек. балка колонна уголки обоймы (составные по высоте) Накладки, устанавливаемые до усиления (монтажные стяжки) Накладки, устанавливаемые после усиления опорные уголки накладки из уголков гайки в месте стыка обойм Эффективность усиления металлической обоймой значительно возрастет, если пояса вокруг колонны, образованные соединительными планками, выполнить преднапряженными. Ввод в напряженное состояние металлических поясов рекомендуется осуществлять след. образом: соединять планки каждого из поясов. Устанавливают на одном уровне и приваривают одной стороной к стойкам, затем приступают к замыканию среднего по высоте колонны пояса, для чего нагревают соединительные планки 2х противоположных граней до t=100oC и приваривают к стойкам в нагретом состоянии. Аналогично поступают с планками смежных граней. Т.о. замыкают остальные пояса обоймы. По мере остывания нагретых соединительных планок, усиливаемая колонна подвергается обжатию металлическими поясами. Кроме обойм, охватывающих сжатый элемент со всех сторон, применяются боковые или приставные разгружающие элементы. Рис. Установка боковых разгружающих элементов колонна стена зазор между стеной и колонной балка покрытия боковые разгружающие элементы из швеллера соединительная планка опорная пластина, устанавливаемая на подливок из раствора перемычка – опора из швеллера с ребрами жесткости пластины-клинья для включения разгружающих элементов в работу Установка приставных разгружаемых стоек усиливаемая колонна балка покрытия приставная разгружающая стойка из швеллера опорная пластина стяжные болты уголок-шайба лист стяжного хомута упорный уголок стяжного хомута пластины-клинья для включения разгружаемых стояк в работу 53.Дефекты и повреждения металлоконструкций Опыт показал, что дефекты, и, следовательно, необходимость усиления металлоконструкций, связанная с ошибками на стадии проектирования встречаются редко. Чаще встречаются дефекты изготовления, выявляемые на стадии строительства. К характерным дефектам изгибаемых м/к относятся отклонение геометрических размеров от проектных, непрямолинейность элементов, качество соединений и защитного покрытия. На стадии монтажа наиболее характерны такие дефекты м/к как отклонение от проектного положения, мех. повреждения, низкое качество соединений, пропуск отдельных элементов связей. В ходе эксплуатации дефекты зачастую приводят к появлению в м/к различных повреждений. Повреждения м/к классифицируются по 3м признакам: Причина возникновения дефектов под воздействием внешних факторов от воздействия факторов, связанных с функционированием Характер процессов разрушения механическое разрушение, вызванное воздействием силовых факторов физико-механическое разрушение под воздействием агрессивных сред Значимость последствий разрушения и трудоемкости восстановления I категория – повреждение аварийного характера I I категория – повреждение не явл. аварийными, но для устранения требуется кап.ремонт, в ходе которого поврежденные конструкции заменяются или усиливаются I I I категория – повреждения второстепенных элементов, устраняемые в ходе ремонта I Vкатегория – повреждение от воздействия внешних силовых факторов (разрывы, трещины, искривления, местные повреждения) Эти повреждения связаны с несоответствием расчетных предпосылок действительным условиям работы конструкции и вызываются на стадии проектирования ошибками, связанными с неправильным определением нагрузок и внутренних усилий, подбором сечений элементов и расчетных узлов. При повреждении лакокрасочного покрытия и воздействии влажности и t конструкции подвергаются коррозии. Особенно опасной является глубинная коррозия, приводящая к концентрации напряжений и возрастанию склонности элементов к-ции к усталостному и хрупкому разрушению. Щелевая коррозия в узлах и соединениях может привести к разрушению швов, болтов и заклепок. Продукты коррозии (ржавчина), имея больший объем, чем металл, распирает элементы и способствует разрушению соединений. Дефекты, способные вызывать хрупкое разрушение: Трещины всех видов, направлений и размеров Узлы и детали с возрастающими местными напряжениями Чрезмерное сближение в узлах сварных швов Примыкание фасок к поясам ферм прерывистыми швами Наличие отверстий с необработанными кромками Прорезы основного металла Вмятины и др. поверхностные нарушения Дефекты сварных швов Наиболее опасными с точки зрения разрушения явл. трещины в основном металле, сварных швов и околошовной зоны. Основным способом выявления трещин является осмотр поверхности элементов и узлов конструкции. Признаками наличия трещин является подтеки ржавчины и шелушения краски. Сварные швы перед осмотром освобождаются от защитных покрытий и шлака, очищаются металлическими щетками. Усталостные трещины располагаются в зоне концентрации напряжений. Примером таких конструкций явл. сварные подкрановые балки при тяжелом режиме эксплуатации. Усталостные трещины обычно появляются в подкрановых балках в верхних поясах и под ребрами жесткости. Процесс образования и развития усталостных трещин зависит в первую очередь от переменной составляющей нагрузки, уровня концентрации напряжений, технологии сварки. Для предотвращения развития трещин в вершине сверлятся отверстие, которое служит деконцентратором напряжений. Повреждения стальных стропильных ферм: погнутости сжатых и изогнитых стержней в плоскости и из плоскости фермы надрывы трещины и выколы в полках пробоины без повреждения кромок разрыв элементов разцентровка узлов не заваренные кратеры, подрезы, прожоги, поры, шлаковые включения в сварной шов Повреждения колонн: искривления из плоскости поперечной рамы отклонение от вертикали наличие мех. повреждений искривление элементов решетки коррозийные повреждения смещение ферм и балок с оси колонны Характерные трещины подкрановой балки: трещины в швах и околошовной зоне разрушение крепления рельсы к оси подкрановой балки смещение рельса с оси разрушение креплений балки к колонне грибовидность поясов вогнутости свободных свесов между ребрами жесткости 54. Усиление соединений в металлических конструкциях Усиление сварных соединений производится путем увеличения их расчетной длины металлическим наращиванием (наплавкой) катета шва. При восстановлении эксплуатируемой конструкции сварные швы обычно нагружены, и это необходимо учитывать при выборе способа усиления. При недостаточной прочности сварных швов их желательно усиливать увеличением длины. Наиболее безопасным способом усиления нагруженных узловых соединений металлических конструкций считается удлинение существующих сварных швов, что не всегда возможно из-за ограниченной длины фасонки. На практике приходится чаще использовать наплавку шва. Метод наплавки шва особенно при усилении изгибаемых и растянутых элементов металлических конструкций следует применять с большой осторожностью. Это обусловлено тем, что в процессе наплавке металл старого шва сильно разогревается и при t=550С переходит в пластическое состояние, в результате чего шов выключается из работы, что может являться причиной обрушения металлической конструкции. Поэтому при усилении сварных соединений наплавкой необходимо выполнить следующие рекомендации: напряжение в усиливаемом элементе не должно превышать 0.8 Ry, где Ry – расчетное нормативное сопротивление арматурной стали при наплавке доп. слоев следует применять электроды диаметром не более 4мм. Толщина наплавляемого слоя за одну проходку не более 2мм Усиление заклепочных соединений производится путем постановки доп. заклепок или замены старых, а также с помощью сварки и высокопрочных болтов. Постановка доп. заклепок или частичная замена старых не дает хороших результатов ввиду различных условий работы старых и новых заклепок в одном соединении. Новые заклепки сильно стягивают соединение, в результате чего старые заклепки ослабевают и частично выключаются из работы. Усиление заклепочных соединений с помощью сварки также не дают удовлетворительного результата из-за плохой совместной работы заклепок и сварных швов. В результате неравномерного распределения в соединении напряжений и деформированные сварные швы оказываются перегруженными и разрушаются раньше, чем заклепки. Практика показывает, что наиболее эффективным является усиление заклепочных и болтовых соединений с помощью высокопрочных предварительно напряженных болтов. Этому способствует высокая надежность усиления и отсутствие термического нагрева при производстве работ. Передача усилий в соединении на высокопрочных болтах происходит за счет трения по поверхности контакта соединительных деталей. При этом сами болты работают на растяжение. Предварительное напряжение в болтах создается завинчиванием на заданную величину, которая контролируется с помощью динамометрического ключа. 55. Усиление металлоконструкций. Причины, вызывающие усиление металлических конструкций, это аварии и пожары, ошибки при проектировании, отклонение от проекта при изготовлении и монтаже, непроектная эксплуатация и превышение нагрузок выше расчётных значений. При обследовании мет к-ций особо важно выявить параметры несущих конструкций, конструктивную схему здания и действующие постоянные и временные нагрузки. На ряду с определением основных параметров мет к-ций и особенностей их эксплуатации в ходе обследования д б установлена марка стали или её современный аналог. Длительный период эксплуатации приводит к старению материала, что увеличивает его хрупкость. Оценка хим состава и физико-механических характеристик стали является одним из ключевых моментов при решении вопросов об экономической целесообразности и технической возможности реконструкции. Элементы сварных конструкций, испытывающие растяжение, сжатие или изгиб, м б усилены увеличением сечения путем приварки новых доп деталей. Несущая способность мет конструкций при этом возрастает с увеличением его сечения или жесткости. Однако надрез элемента снижает его несущую способность. Степень снижения несущ способности зависит от режима сварки, толщины и ширины элемента конструкции, направления сварки. Для продольных швов снижение прочности не превышает 15%, для поперечных может достигать – 40%. Поэтому положение швов поперек элемента при его усилении под нагрузкой категорически запрещено. Способы усиления мет конструкций, связ с увеличением поперечных сечений. При соединении элементов конструкции усиления осуществляется в основном сваркой. Сначала усиливающий элемент приваривается точечной сваркой, а затем накладывается осн шов. При этом предпочтение отдается прерывистым швам, кот уменьшает деформацию элементов, сокращает сроки сварочных работ и массу наплавляемого металла. Следующий порядок работы: Присоединение элементов усиления по всей длине и усиление конструкции с помощью струбцин, оттяжек. Приварка элементов усиления сварными прихватками длиной 20-30 мм, с шагом 300-500 мм. Сварка концевых участков, включающих в работу элементы усиления. 56. Восстановление несущей способности кладки. Наиболее важной задачей при восстановлении каменной конструкции является необходимость заделки или локализации трещин. Данная задача решается после выявления и устранения причин, вызвавшее трещинообразование: Устранение неравномерности осадок фундамента; Изменение условий передачи нагрузки на простенок с целью распределения нагрузки на большую площадь опирания; Передача нагрузки от перегруженной конструкции на соседнюю, в случае перегрузки и уменьшения прочности её кладки. Основной способ заделки трещин в кирпичных стенах является инъекцирование трещин.В зависимости от вида конструкции, ее дальнейшего использования, применяют инъекцирование, т е погружение в трещину раствора. Оно может осуществляться различными материалами. В зависимости от их применения различаю: силикатизацию, битумизацию, смолизацию, цементацию. Р-р нагнетается через инъекторы d 20-25 мм, под давлением 0,6 МПа. Рис. Инъекцирование трещин шириной до 10 мм, цем-песчаным р-ром. Усиливаемая стена Трещина в стене Отверстия для установки инъекторов через 800-1500 мм. Инъекторы Наружный участок стены проконапаченный на клею Цем-песчаный р-р. Перед инъекц после установки инъектора наружные поверхности трубки д б заделаны, зашпатлеваны, законопачены с применением клея. 57. Инъекцирование трещин каменной кладки. В зависимости от вида конструкции, ее дальнейшего использования, применяют инъекцирование, т е погружение в трещину раствора. Оно может осуществляться различными материалами. В зависимости от их применения различаю: силикатизацию, битумизацию, смолизацию, цементацию. Р-р нагнетается через инъекторы d 20-25 мм, под давлением 0,6 МПа. Рис. Инъекцирование трещин шириной до 10 мм, цем-песчаным р-ром. Усиливаемая стена Трещина в стене Отверстия для установки инъекторов через 800-1500 мм. Инъекторы Наружный участок стены проконапаченный на клею Цем-песчаный р-р. Перед инъекц после установки инъектора наружные поверхности трубки д б заделаны, зашпатлеваны, законопачены с применением клея. В случае сквозных трещин или разделения кладки трещинами на отдельные блоки кроме инъекцированием раствором применяют металлические элементы. Устанавливают скобы из арматурной стали или при больших трещинах стена скрепляется двухсторонними металлическими накладками. Рис. Установка скоб из арматурной стали Усиливаемая стена Трещина в стене Скобы из арматурной стали Паз в кладке, выбранная врезой Заполнение цем-пес раствором При широких трещинах(более 10 мм) целесообразно применять для заделки трещин частично двухстороннюю разборку на ½ кирпича кладки в месте трещинообразования. При значительном повреждении кладки целесообразно устанавливать (с шагом 1.5-2 толщины стены) двухсторонние мет накладки. Накладки м б выполнены из полосовой стали или проката. Для надежного предотвращения развития трещины в ее оси устанавливают двухсторонние металлические накладки на болтах. Эти накладки наз якори. 58. Способы усиления кирпичных конструкций. Способы усиления кирпичных конструкций близки к ж/б к (с учетом спецификации кладки). Распространенным способом усиления явл устройство обойм и наращиванием или рубашек. Ж/б обойма, рубашка или наращивание выполняется из бетона С 20/25 и выше и продольным армированием класса S240,S400. Шаг поперечной арматуры не более 15 см, толщина обоймы опред расчётом и принемается в пределах 4-12 см. Штукатурные или растворные обоймы, рубашки отличаются от ж/б тем, что вместо бетона применяется р-р марки М75-100, которым защищается арматура усиления. 59. Технология усиления простенка устройством ж/б сердечника Для усиления кладки без изменения габаритов конструкции применяют устройство сердечника из металлических профилей или ж/б сердечника. Усиливаемый простенок Проемы Стойка(сердечник) из ж/б Ниша, вырубленная в простенке Арматурный каркас Бетон При этом способе усиления в кладке вырубается ниша на всю высоту этажа. В этой нише устанавливается стойка из металлопроката (на металлических базах), или сборная ж/б, или бетонируемая на месте в нишах-стойках. 60. Технология усиления ЖБК металлическими элементами Помимо ж/б обойм для усиления колонн используют металлические обоймы. Составными частями являются стойки уголкового профиля, устанавливаемые по граням колонны, соединительные планки между ними и опорные подкладки из уголков или листового металла. Металлические обоймы применяют тогда, когда нельзя уменьшить габариты производственных помещений и требуется выполнить усиление в кротчайший срок. Обязательным условием является плотное примыкание металлических стоек к граням колонны и их вертикальность. Для этого рекомендуется пов-ть бетона, в местах примыкания стоек, выровнять сколом неровностей и зачиканкой цем. раствором. 1-Усиливаемая колонна 2- Стойки из уголков 3- соединительные планки 4- Зачиканка цем. р-рам. Эффективность усиления металлической обоймой значительно возрастает, если пояса вокруг колонны, образованные соединительными планками, преднапряжены. Напряженное состояние получают следующим образом: Соединительные планки каждого из поясов устанавливают на одном уровне приваривают одной стороной к стойкам, затем приступают к замыканию среднего по высоте колонны пояса, для этого нагревают соединительные планки 2-х противоположных граней до t = 100 градусов и приваривают к стойкам в нагретом состоянии. Аналогично поступают с планками внешних граней. Таким же образом замыкают остальные пояса обоймы. По мере остывания нагретых соединительных планок соединительная колонна подвергается обжатию металлическими поясами. 1 – балка 2- колонна 3- уголки обоймы(составные по высоте) 4- накладки, устанавливаемые до усиления 5- накладки после усиления 6-опорные уголки 7-накладки из уголков с гайками в месте стыка обойм 8-распорные болты Кроме обойм, охватывающих сжатый элемент со всех сторон, применяют т.н. боковые и приставные разгружающие элементы. Рис. Установка боковых разгружающих элементов усиливаемая колонна стена зазор между стеной и колонной балка покрытия боковые разгружающие элементы соединительные планки опорная пластина, устанавливаемая на подливок перемычка – опора из швеллера с ребрами жесткости пластины – клинья для включения разгружающих элементов в работу Рис. Установка приставных разгружающих стоек усиливаемая колонна балка покрытия приставная разгружающая стойка из швеллера опорные пластины стяжные болты уголок – шайба лист стяжного хомута упорный уголок стяжного хомута для включения разгружающих стоек в работу 61. Характерные дефекты традиционных конструкций фундаментов Формы фундаментов старых зданий прямоугольные, пирамидальные, уступчатые. Преимущественно возводились ленточные фундаменты, реже столбчатые. Основанием зданий старой постройки служили естественные грунты. На слабых грунтах при высоком уровне грунтовых вод применяли короткие либо длинные деревянные сваи. По сваям обычно устраивали деревянный ростверк, на котором возводили бутовую кладку фундамента. Эффективная работа таких фундаментов связана с уровнем подземных вод. Повсеместное понижение этого уровня в больших городах приводило к гниению древесины и разрушению ростверков. Обследование большого количества зданий свидетельствует о следующем: Разрушение фундамента как конструкции происходит в основном из-за снижения прочности р-ра кладки либо его выноса с водой. Грунты в основании за длительный период времени спрессовались, однако, имеются локальные нарушения грунтов. Кладка непосредственно над обрезом фундамента разрушалась при замораживании – оттаивании в увлажненном состоянии. Нарушена старая глиняная изоляция стен подвала(как правило в местах ввода инж. сетей). Бутовый фундамент на естественном основании Бутовый фундамент на сваях Кирпичная кладка стены Надпольное перекрытие Труба, пропущенная через фундамент Бутовая кладка на известковом растворе Пол подвала Гидроизоляция пола Деревянные лежни Каменная забутовка ГИ Гор. Подземных вод на момент реконструкции Гор. Подз. Вод на момент строительства Старая планировочная отметка Новая планировочная отметка с поднятием культурного слоя Старая противокапиллярная ГИ Деревянные сваи Деревянные ростверк Характерные дефекты и причины их возникновения I – разрушение кирпичной кладки над обрезом Причины: циклическое замораживание и оттаивание увлажненной кладки, увлажнение кладки над обрезом за счет поднятия культурного слоя. II – коррозия металлических или гниение деревянных балок надпольного перекрытия Причины: повышенная влажность в подвалах, нарушение ГИ стен и полов. III – Разрушение изоляции кирпичных стен(от капиллярного подсоса) Причины: старение материалов хрупкой старой ГИ. IV – Нарушение ГИ подвала Причины: мех. повреждения при отрывке траншей и пробавке отверстий в полу. V – гниение деревянных лежней Причины: понижение ур. подземных вод. VI – нарушение ГИ стены в местах прокладки коммуникаций Причины: плохая заделка мест прокладки коммуникаций, разрушение старого ГИ слоя. VII – разрушение раствора в местах кладки Причины: опрессованность подземных вод, выщелачивание раствора. VIII – Гниение деревянных свай Причины: понижение уровня подземных вод, грибковое поражение древесины. 62. Технология разрушения бетонных полов. Разрушение строительных конструкций весьма распространенный технологический процесс при реконструкции. В отличие от практики нового строительства, где он присутствует в цикле подготовки стройплощадки, разрушение конструкций при реконструкции необходимо выполнять по заданному формату и, как правило, в условиях эксплуатируемых объектов. Определить общий объем разрушаемого материала конструкции полов; Предложить организационно-технологические решения по разрушению конструкций; Подобрать техническое оснащение ОТР; Составить калькуляцию трудозатрат; Сделать заключение. Способы выполнения выбираются с учетом объёма разрушения, условий производства работ при фиксированном сроке выполнения. Можно предложить перечисленные ниже ОТР. Механизированные способы разрушения с использованием: Машин ударного действия со скалывающим рабочим органом: гидромолот, пневмомолот и др. Машин с режущим рабочим органом: дискофрезные и баровые машины, передвижные станки с дисками из композиционных материалов др. Ручные способы с использованием: Механизированного инструмента: пневматические отбойные молотки, электромолотки, перфораторы, бетоноломы и др. Ручного инструмента: скарпели, клинья, зубила, ломы, молотки массой 2…4 кг и др. С целью получения после разрушения конструкции материала, годного для последующего использования, целесообразно применить крупноблочный способ разрезки пола. Это достигается взаимоперпендикулярными проходками машины нарезающей прорези в бетоне пола. Размеры проходок назначаются в зависимости от будущего функционального использования блоков. С помощью универсального стропа или других грузозахватных приспособлений, блоки грузят на транспорт, освобождая участок для выемки грунта.

* 63. Технология усиления каменных конструкций металлическими обоймами.

Ж/б обойма выполняется из бетона класса С20/25 и выше с использованием арматуры класса s240, s400. Шаг поперечной арматуры принимается не более 150мм. Толщина обоймы определяется расчетом, но в пределах 4-12см. Усиливаемая колонна Продольные стержни диаметром 6-12мм. Хомуты, диаметр 6-10мм. Бетон класса С20/25 или раствор марки М45-100. Обойма из армированной кладки выполняется из кирпича марки не ниже 100 и на растворе не ниже М50. Кладка армируется сетками, диаметр стержней 3-5мм. Эффективность ж/б и цем. обойм определяется диаметром стержней, прочностью бетона и р-ра, сечением обоймы, состояние кладки, и характером приложения нагрузки на конструкцию. Для усиления эффекта обжатия кирпичной кладки применяют преднапряженные обоймы. Преднапряжение создается в продольных и поперечных стержнях. Рис. Преднапряженная обойма. 1.Усиливаемая стена. 2.Мет. пластина с отв. Для тяжей. 3.Тяжи-связи. 5.Арматурные сетки, приваренные к пластинкам. 6. арматурные сетки привар. К стержням. Преднапряжение кроме механического способа можно достичь и термическим – сваркой разогретых до 100гр. Стержней каркаса. Кроме ж/б обойм можно применять и металлические обоймы. Так же как и в ж/б обоймах, в мет. Обоймах если ширина больше толщины в 2 раза, требуется установка доп. Поперечных связей. Эти связи устанавливаются между ветвями обоймы в спец. Просверленные отв. Расстояние между связями по высоте – не более 1м, и по длине стен – 75см. Усиливаемый простенок. Мет. планки. Уголки. 64. Причины, обуславливающие необходимость усиления оснований и фундаментов.

Причины: Высокая нагрузка на фундаменты. Разрушение кладки фундамента или его ГИ. Высокая деформативность грунтов. Непрерывное развитие недопустимых перемещений конструкций. Ухудшение условий экспл. Фунд., либо грунтов.

Дата добавления: 2015-11-14