Введение
Лекция 1.
Введение. Определение курса, его цели, задачи. Связь курса с другими дисциплинами. Основные факторы, вызывающие снижение прочностных свойств материалов конструкций и, как следствие, влияющие на их несущую способность. Основные способы усиления железобетонных и каменных конструкций. Оценка технического состояния конструкций.
Цель курса – получение знаний и представлений о деградации эксплуатационных свойств конструкций и материалов под влиянием внешних факторов, методах и способах учета повреждений и дефектов, конструктивных решениях усиления, как отдельных элементов или узлов, так и сооружений в целом.
Задачи курса:
- рассмотрение факторов, вызывающих необходимость усиления строительных конструкций;
- рассмотрение и классификация способов и методов усиления железобетонных и каменных конструкций;
- уточнение последовательности и перечня выполняемых работ по оценке технического состояния строительных конструкций;
- рассмотрение методов определения физико-механических характеристик материалов строительных конструкций;
- рассмотрение методик расчета и конструктивных решений элементов усиления.
Рекомендуемые материалы
Материал курса связан со следующими смежными дисциплинами:
- строительные материалы - оценка состояния и остаточного ресурса строительных материалов, определение их физико-механических характеристик,
- химия – оценка агрессивности среды, динамики образования и развития повреждений;
- сопротивление материалов – учет особенностей различных стадий напряженного состояния различных материалов при построениях расчетных схем и определении их расчетных характеристик,
- строительная механика – определение усилий в элементах различных несущих систем и элементах усиления,
- инженерная геология – оценка прочностных и деформативных свойств грунтов оснований фундаментов зданий и сооружений, конструкций усиления,
- метрология и дефектоскопия – данные по существующим методам различных измерений и дефектоскопии, перечню оборудования и способам его применения;
- технология строительного производства - данные по существующим методам монтажа и демонтажа строительных конструкций, номенклатура и характеристики машин, механизмов и инструмента;
- железобетонные, каменные, стальные и деревянные конструкции – учет специфических особенностей поведения железобетона, каменной кладки, стальных и деревянных конструкций в условиях длительной эксплуатации, наличии знакопеременных усилий, воздействии агрессивных факторов и т.п.
В таблице 1 приведена классификация причин усиления строительных конструкций зданий и сооружений.
Таблица 1.
| Причины, вызывающие необходимость усиления строительных конструкций зданий и сооружений | Реконструкция предприятий, модернизация оборудования, изменение функционального назначения зданий и сооружений | Изменение геометрических размеров сечений или конструкций в целом, а также первоначальных схем работы |
| Увеличение нагрузок, действующих на конструкции | ||
| Ошибки в проектировании, изготовлении, транспортировке, а также при производстве строительно-монтажных работ | ||
| Физический износ конструкций в результате интенсивной или длительной эксплуатации | ||
| Различные повреждения конструкций в результате нарушения правил эксплуатации | ||
| Износ конструкций в результате поражения коррозией ( металл, железобетон, кладка ) | Атмосферная – коррозия материала конструкций в воздухе или других влажных газах | |
| Жидкостная – коррозия в электролитах ( кислотная, щелочная, в солевых растворах, морская ) | ||
| Электрокоррозия, возникающая под действием внешнего источника тока или блуждающих токов | ||
| Биологическая – коррозия в результате воздействий микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности | ||
| Локальные или полные повреждения конструкций в результате температурных воздействий и стихийных природных воздействий | Воздействия низких отрицательных температур | |
| Воздействия высоких температур | ||
| Стихийные природные воздействия – сейсмические, ураганы, снеговые покровы, обледенение, наводнения и т.п. | ||
| Аварийные взрывные и ударные воздействия | ||
| Прочие воздействия и условия |
В таблице 2 приведены основные способы усиления железобетонных и каменных конструкций зданий и сооружений.
Таблица 2.
| Восстановление несущей способности железобетонных конструкций | Защита от замачивания и воздушных агрессивных сред, восстановление нормального температурно-влажностного режима | ||
| Восстановление закладных деталей, петель, креплений и т.д. | |||
| Восстановление рабочей площади сечений конструкций ( заделка трещин, раковин, дефектов и т.д. ) | |||
| Повышение прочности бетона конструкций | |||
| Прочие мероприятия | |||
| Увеличение несущей способности железобетонных конструкций | Без изменения расчетной схемы | Устройство обойм | Металлические, полимерные, железобетонные, растворные, комбинированные |
| Устройство рубашек | |||
| Одностороннее наращивание | |||
| Усиление узлов сопряжения конструкций | |||
| Прочие способы | |||
| С изменением расчетной схемы | Дополнительные опоры | Жесткие – стойки, порталы, подкосы | |
| Упругие – балки, тяжи | |||
| Металлические кронштейны и подкосы | |||
| Тяжи, железобетонные и металлические пояса | |||
| Включение в совместную работу отдельных конструкций | |||
| Специальные решения | |||
| С изменением напряженного состояния | Дополнительная горизонтальная или шпренгельная предварительно напряженная арматура | ||
| Напряженные распорки | |||
| Напряженные затяжки и хомуты | |||
| Прочие специальные случаи | |||
| Разгружение железобетонных конструкций | Частичное | Передача нагрузки на другие конструкции | |
| Полное | Замена конструкции или изменение расчетной схемы |
Оценка технического состояния конструкций выполняется для определения фактических характеристик материалов конструкции, условий ее закрепления или опирания, величин и характера действующих нагрузок. Работы производятся в соответствии с положениями действующих нормативных документов СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений и РД-22-01-97 Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов. Обследование строительных конструкций специализированными организациями.
!!! Изучение нормативных документов выполняется самостоятельно.
Перечень основных видов работ включает в себя:
- изучение имеющейся проектной, исполнительной и эксплуатационной документации;
- натурное инженерное обследование, состоящее из следующих мероприятий:
- обмерочные работы с целью уточнения геометрических размеров сечений, пролетов;
- вскрытия строительных конструкций для определения действующих нагрузок, количества, диаметров и класса рабочей арматуры;
- определение прочностных характеристик бетона или каменной кладки;
- поверочные расчеты несущих конструкций с учетом фактических прочностных характеристик их материалов;
- анализ результатов, содержащий оценки текущего состояния обследуемых конструкций, снижения величины проектной несущей способности, динамики развития повреждений и путей восстановления эксплуатационных характеристик;
- формулирование выводов с оценкой технического состояния обследуемых конструкций в соответствии с классификацией нормативных документов;
- разработка рекомендаций по усилению или восстановлению эксплуатационных характеристик конструкций зданий или сооружений.
Контрольные вопросы по материалам лекции №1
| В о п р о с ы | В а р и а н т ы о т в е т о в |
| 1. Причины, вызывающие необходимость усиления строительных конструкций связаны с…… | 1) …изменением статической схемы работы конструкций, ошибками при проектировании и транспортировке элементов, дефектами, вызванными стихийными природными воздействиями |
| 2) …увеличением нагрузок или изменением схемы работы конструкций, коррозионными повреждениями, физическим износом, ошибками при проектировании и транспортировке элементов, дефектами, вызванными стихийными природными воздействиями | |
| 3) …изменением величин нагрузок или схемы работы конструкций, коррозионными повреждениями, ошибками при проектировании и транспортировке элементов, дефектами, вызванными стихийными природными воздействиями | |
| 4) …увеличением нагрузок или изменением схемы работы конструкций, коррозионными повреждениями, физическим износом, дефектами, вызванными стихийными природными воздействиями | |
| 2. Биологическая коррозия это процесс….. | 1) …повреждения материала конструкции в результате воздействий микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности; |
| 2) …изменения статической схемы работы конструкции; | |
| 3) … повреждения материала конструкции в результате воздействий микроорганизмов; | |
| 4) … повреждения материала конструкции в результате воздействий продуктов жизнедеятельности микроорганизмов; | |
| 3. Виды коррозии - …… | 1) Атмосферная, жидкостная, биологическая |
| 2) Атмосферная, жидкостная, биологическая и электрокоррозия | |
| 3) Атмосферная, жидкостная и электрокоррозия | |
| 4) Атмосферная, жидкостная, биологическая, химическая и электрокоррозия | |
| 5) Жидкостная, биологическая и электрокоррозия | |
| 4. К мероприятиям по восстановлению несущей способности железобетонных конструкций относятся….. | 1) …восстановление сечений конструкций и элементов креплений, характеристик среды |
| 2)…восстановление эксплуатационных характеристик среды | |
| 3) …восстановление сечений конструкций и элементов креплений, характеристик среды, повышение прочности бетона | |
| 4) …снижение величин действующих нагрузок, восстановление сечений конструкций и элементов креплений | |
| 5) …все перечисленное | |
| 5. Увеличение несущей способности железобетонных конструкций с изменением напряженного состояния производится …. | 1) …устройством различных обойм |
| 2) … устройством различных обойм и разгрузкой конструкций | |
| 3) …восстановлением рабочей площади сечений элементов | |
| 4) …использованием напрягаемых элементов усиления | |
| 5) …с использованием дополнительных опор | |
| 6. Увеличение несущей способности сжатых каменных конструкций производится …… | 1) …увеличением площади сечения и заменой поврежденного материала |
| 2) … увеличением площади сечения | |
| 3) … заменой поврежденного материала | |
| 7. Итогом оценки технического состояния строительных конструкций являются ….. | 1) …классификация состояния в соответствии с нормативными документами, оценка величины остаточной несущей способности с учетом имеющихся повреждений и действующих нагрузок, рекомендации по восстановлению эксплуатационных характеристик или усилению |
| 2) …классификация состояния в соответствии с нормативными документами | |
| 3) …классификация состояния в соответствии с нормативными документами, оценка величины проектной несущей способности, рекомендации по восстановлению эксплуатационных характеристик или усилению | |
| 8. Физический износ …… | 1) … ухудшение эксплуатационных показателей здания, вызванное объективными причинами |
| 2) … ухудшение технических и связанных с ними эксплуатационных показателей здания, вызванное чрезмерным сроком эксплуатации | |
| 3) … ухудшение технических и связанных с ними эксплуатационных показателей здания, вызванное объективными причинами | |
| 4) … снижение эксплуатационных показателей здания | |
| 9. Усиление – это …… | 1) …комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателями |
| 2) … комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с проектными показателями | |
| 3) …комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности строительной конструкции здания или сооружения по сравнению с проектными показателями | |
| 10. Число участков при определении прочности бетона в группе однотипных конструкций следует принимать не менее …… | 1) …5 |
| 2) … 10 | |
| 3) … 7 | |
| 4) … 9 | |
| 11. Испытания проб оттаявшего раствора производятся через ….. | 1) …2-3 часа |
| 2) … 1 сутки | |
| 3) …7 суток | |
| 12. Перед обследованием конструкций намечается план безопасного ведения работ включающий мероприятия…… | 1) …по безопасному ведению работ как с временным прекращением эксплуатации. План должен предусматривать мероприятия, исключающие возможность обрушения конструкций, поражения людей газом, током, паром, огнем, наезда транспорта и т.п. |
| 2) …по безопасному ведению работ как с временным прекращением эксплуатации, так и без прекращения эксплуатации здания или отдельных его участков. | |
| 3) …по безопасному ведению работ как с временным прекращением эксплуатации, так и без прекращения эксплуатации здания или отдельных его участков. План должен предусматривать мероприятия, исключающие возможность обрушения конструкций, поражения людей газом, током, паром, огнем, наезда транспорта и т.п. | |
| 4) … по безопасному ведению работ как с временным прекращением эксплуатации, так и без прекращения эксплуатации здания или отдельных его участков. План должен предусматривать мероприятия, исключающие возможность обрушения конструкций, поражения людей током, наезда транспорта и т.п. | |
| 13. Цвет бетона, подвергшегося температуре более 950 градусов при пожаре ….. | 1) …розовый до красного |
| 2) … нормальный | |
| 3) …темно-желтый | |
| 14. Категории опасности дефектов и повреждений по РД …… | 1) …А, Б |
| 2) …А, Б, В | |
| Ещё посмотрите лекцию "2.8 Международное признание" по этой теме. 3) … А, Б, В, Г | |
| 4) … А, Б, В, Г, Д | |
| 15. Неработоспособное состояние - это ….. | 1) …техническое состояние конструкций, имеющей дефекты или повреждения, свидетельствующие о потере несущей способности, ведущей к прекращению производственного процесса и (или) нарушению правил техники безопасности, в дальнейшем к обрушению |
| 2) … техническое состояние конструкций, имеющей дефекты или повреждения, свидетельствующие о потере несущей способности, ведущей к прекращению производственного процесса и (или) нарушению правил техники безопасности | |
| 3) …техническое состояние конструкций, имеющей дефекты или повреждения, свидетельствующие о потере несущей способности, ведущей к прекращению производственного процесса и (или) нарушению правил техники безопасности, а при неприятии мер - к обрушению |
