Главная » Литература » Усиление конструкций » Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений
Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений
Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений/НИИСК.— М.: Стройиздат, 1989.—104 с.
Содержат материалы по оценке состояния конструкций промышленных зданий, получивших повреждения вследствие воздействия на них аварий, в том числе и от неравномерных просадочных деформаций основания, или пожара на взрывоопасных производствах, а также по принципам выбора проектных решений и методов усиления конструкций.
Могут быть использованы также при усилении существующих промышленных предприятий при реконструкции и техническом их перевооружении.
Предназначены для инженеров проектировщиков.
Табл. 12, ил. 65.
Разработаны НИИСК Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Е. И. Стаковиченко, Р. Б. Харченко, В. И. Скуцкий, Б. П. Ковтунов); НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук В. В. Жуков, канд. техн. наук |Б. Н. Мизернюк |), ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР (канд. техн. наук Б. Г. Бажанов).
Нормативно-производственное издание НИИСК Госстроя СССР
Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений
© Стройиздат, 1989
1. Общие положения
1.1. Рекомендации предназначены для использования при обследовании состояния существующих конструкций и проектирования необходимых усилений конструкций производственных зданий, восстанавливаемых после полученных разрушений или повреждений после аварий, пожаров и землетрясений.
Рекомендации распространяются на производственные здания с железобетонными и стальными несущими и ограждающими конструкциями и устанавливают порядок: технического обследования поврежденных конструкций; способов оценки состояния строительных конструкций; проведения поверочных расчетов; усиления или восстановления конструкций на воздействие нагрузок, не превышающих их прежних значений.
Восстановление зданий с деревянными конструкциями, а также с конструктивными решениями, не имеющими широкого распространения, например с пространственными или большепролетными конструкциями покрытий, в Рекомендациях не рассматриваются.
При составлении технической документации на усиление или восстановление конструкций следует соблюдать требования нормативных документов, регламентирующих проектирование и строительство железобетонных и стальных конструкций зданий.
Исходные данные для проектирования
1.2. Проектирование восстановления или усиления зданий следует производить на основе следующих данных:
технического обследования и обмеров поврежденных конструктивных элементов здания;
наличия у заказчика или у строительно-монтажной организации необходимых для восстановления строительных конструкций и материалов, в том числе номенклатуры строительных конструкций и материалов, централизованной поставки;
имеющихся в распоряжении строительно-монтажной организации строительных машин и механизмов;
геологических и климатических условий района строительства;
технико-экономического обоснования восстановления.
Следует также использовать имеющуюся в наличии ранее разработанную проектную документацию, паспорта и чертежи конструкций.
1.3. Техническое обследование строительных конструкций разрушенного или поврежденного здания осуществляется специальной комиссией, состоящей из представителей заказчика, проектной и строительно-монтажной организаций.В первую очередь комиссия определяет аварийные работы, которые выполняются без проектной документации на основании указаний комиссии. К таким работам относятся мероприятия по ликвидации последствий разрушения, представляющие опасность при проведении восстановительных работ, расчистке завалов и т, д.
При техническом обследовании поврежденного здания необходимо:
выявить объемно-планировочные параметры, конструктивную схему здания и материалы, использованные при изготовлении основных несущих и ограждающих конструкций, по имеющимся чертежам или осмотром в натуре;
выявить основные несущие конструкции;
обследовать состояние фундаментов и оснований;
проверить наличие и сохранность связей, обеспечивающих устойчивость зданий и отдельных его частей (горизонтальные и вертикальные связи по колоннам, связи покрытия и т. д.);
определить характер и степень разрушения или повреждения здания в целом и его отдельных конструктивных элементов, выявить конструкции, сохранившиеся после повреждения здания.
1.4. В результате технического обследования составляются и утверждаются заказчиком следующие документы (см. прил. 3, 4):
паспорт разрушенного (поврежденного) здания;
дефектные ведомости несущих и ограждающих конструкций;
ведомость объемов работ;
пояснительная записка.
В паспорте приводится характеристика здания: наименование, план и разрез, наличие и грузоподъемность кранового оборудования, материал основных несущих и ограждающих конструкций, степень разрушенных конструктивных элементов (% ко всем элементам этого типа), оценка степени разрушения здания.
В дефектной ведомости приводятся наименования и марка конструктивного элемента, эскиз, характер повреждения, прочностные характеристики его материалов. Здесь же должны быть приведены перечни конструкций, подлежащих замене как непригодные, пригодные для исправления, усиления или восстановления и не требующие этого.
В пояснительную записку включается характеристика разрушения (повреждения) здания в целом и его отдельных конструктивных элементов, рекомендации по устранению завалов и проходов в них, сведения об имеющихся в наличии строительных материалах и конструкциях, рекомендации по методам усиления и восстановления.
1.5. Тип восстановления должен определяться исходя из характера повреждения сооружения и директивных сроков восстановления, а в случае отсутствия жестко регламентированных сроков — на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов усиления и восстановления.
При этом следует в каждом конкретном случае рассматривать возможность целесообразного применения поврежденных конструкций, сравнивая трудозатраты на их ремонт и восстановление с трудозатратами на изготовление заменяющих их новых конструкций.
Ориентировочные объемы и характер работ при восстановлении следует определять для одноэтажных и многоэтажных зданий в соответствии с табл. 1.
1.6. При разработке проектов восстановления разрушенных зданий для времени их эксплуатации более года следует соблюдать требования СНиП 2.01.02—85 «Противопожарные нормы».
2. Оценка состояния железобетонных конструкций
Оценка состояния конструкций, подвергшихся воздействию аварии, землетрясению
2.1. Оценка состояния железобетонных конструкций производится в целях установления:
опасности обрушения конструкции, т. е. степени ее критического состояния;
возможности использования конструкций при их усилении для капитального восстановления.
2.2. Оценка состояния конструкций производится на основании их визуального, визуально-инструментального обследования и проведения поверочных расчетов.
2.3. При визуальном обследовании фиксируются:
общий характер и степень повреждения железобетонных конструкций для предварительного определения возможностей их восстановления и усиления;
состояние анкеровки продольной и поперечной арматуры (в частности, наличие косых трещин, пересекающих нижнюю грань балки около опор, а также продольных трещин и сколов бетона около опор, которые могут указывать на нарушение анкеровки продольной арматуры на данной опоре);
наличие или отсутствие разрывов арматуры;
характер прогибов при сопоставлении их с расположением и раскрытием трещин в железобетонных элементах;
наличие трещин и отслоений бетона в сжатой зоне железобетонных элементов, указывающее на изменение структуры или разрушение бетона сжатой зоны.
2.4. При визуально-инструментальном обследовании с использованием специальных приборов определяются геометрические размеры конструкций и их сечений, фиксируются отклонения их от проектного положения, измеряется ширина раскрытия трещин, диаметры и расположение арматуры. В необходимых случаях производится установка гипсовых маяков, отбор образцов материалов для определения прочностных и деформативных характеристик.
2.5. Оценку состояния неразрушенных железобетонных конструкций следует производить, руководствуясь главным образом наличием и размерами трещин как в растянутой, так и в сжатой зоне конструкций.
Раскрытие трещин до величин 0,3—0,4 мм, допускаемых нормами, указывает на нормальную работу железобетонного элемента конструкции (в соответствии с расчетом) под полной нагрузкой. Раскрытие трещин свыше
Раскрытие трещин до величины, измеряемой сантиметрами, свидетельствует о значительных разрушениях конструкции или ее элементов, о возможных разрывах арматуры или нарушениях ее анкеровки, при которых конструкцию следует считать находящейся в критическом состоянии (представляющей опасность обрушения).
Образование трещин в сжатых элементах в направлении, параллельном действию сжимающего усилия, в особенности с появлением лещадок и отколов бетона, свидетельствует о начавшемся разрушении сжатого бетона, за исключением случаев, когда такие трещины и отколы вызваны коррозией продольной арматуры (или усадкой).
Такое состояние элемента также относится к критическому. Поперечные трещины в сжатых элементах свидетельствуют о возникновении в этих элементах растягивающих напряжений (возможно временных), что указывает на снижение несущей способности конструкции (примерно до 15%), а не на ее критическое состояние. Продольные трещины в растянутых элементах также свидетельствуют о возникновении в этих элементах растяжения в поперечном направлении, возникающего от усадки, обжатия преднапряженной арматурой (при отсутствии или недостаточности растягивающего усилия от внешней нагрузки), недостаточности поперечного армирования, коррозии продольной арматуры или ее выдергивания из бетона.
В общем случае, за исключениеим двух последних причин, эти трещины также не указывают на критическое состояние элемента. Поперечные и наклонные трещины в железобетонных предварительно напряженных элементах свидетельствуют или о перегрузке конструкции или о потере эффекта предварительного напряжения.
2.6. В зависимости от развития вышеперечисленных признаков конструкции подразделяются на:
слабоповрежденные, восстанавливаемые путем обычного ремонта с затиркой и штукатуркой сколов цементным раствором;
среднеповрежденные, требующие для восстановления перебетонирования отколотых мест с частичной разборкой бетона и исправлением поврежденной арматуры без увеличения и усиления элементов конструкции;
сильноповрежденные, для которых восстановление возможно лишь с помощью увеличения сечений, введения дополнительных опор, заменяющих конструкций, обойм, усиления армированием или устройством дополнительных затяжек, шпренгелей, опор, распорок и др.;
полностью разрушенные, при которых восстановление конструкции невозможно и требуется ее замена.
Ориентировочно степень повреждения конструкций и характер мероприятий по их восстановлению следует принимать по табл. 2.
2.7. К слабоповрежденным железобетонным конструкциям относятся конструкции с небольшими сколами в пределах толщины защитного слоя бетона, с трещинами в растянутой зоне шириной до
2.8. К среднеповрежденным железобетонным конструкциям относятся конструкции со сколами, достигающими 30% всего сечения элемента, или с разрывами отдельных стержней рабочей арматуры до 30%, с трещинами раскрытием до
2.9. К сильноповрежденным конструкциям относятся конструкции, имеющие разрушения свыше 30% всего сечения элемента или разрыв от 30 до 50% рабочей арматуры, а также разрушения в зонах анкеровки арматуры с прогибами свыше Vso пролета.
2.10. Железобетонные элементы конструкций, имеющие повреждения свыше 50% всего сечения рабочей арматуры, относятся в общем случае к разрушенным, хотя в некоторых случаях, в зависимости от схемы конструкции, могут не обрушиться и рассматриваться как сильноповрежденные.
Оценка состояния железобетонных конструкций, подвергшихся воздействию пожара
2.11. Состояние конструкций может быть оценено по признакам, изложенным в табл. 3. Характерными признаками аварийности конструкции при этом могут быть:
прогибы конструкций, превышающие 1/50 пролета, с образованием трещин с шириной раскрытия свыше
выколы и отслоения бетона, при которых площадь поперечного сечения элемента уменьшается на 30—50%;
глухой звук при простукивании бетона, зыбкость конструкций, нарушение анкеровки арматуры в опорных узлах, отрыв закладных и опорных деталей;
нагрев арматуры до температуры выше 300° С.
2.12. В процессе осмотра намечаются необходимые подготовительные работы по обеспечению доступа к конструкциям, выявляется вид арматурной стали, примененной в поврежденных конструкциях (стержневая, проволочная), и собираются сведения о температурном воздействии: продолжительность, возможное значение температуры, расстояние конструкций от очага (эпицентра) тепловых воздействий, способе тушения и т. д. Эти сведения необходимы при определении прочностных свойств бетона и арматурной стали.
2.13. Конструкции с явными признаками аварийности (перечисленными в п. 2.11) подлежат усилению. Для конструкций, у которых такие признаки отсутствуют, но есть опасения в снижении прочности бетона, необходимо провести дополнительное обследование. При проведении дополнительного обследования с целью определения прочности бетона с применением неразрушающих методов весьма эффективной может оказаться сравнительная оценка бетона в пострадавших конструкциях относительно однотипных непострадавших от влияния температуры. Влияние температурного нагрева на снижение кубиковой и призменной прочности бетона дано в табл. 4, модуля упругости — в табл. 5.
Кроме величины температуры большое значение имеет время ее действия. Так, при внешней постоянной температуре 1000—1100° С арматура на глубине