Пособие по обследованию строительных конструкций зданий

АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ»

ПОСОБИЕ ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

Москва - 1997

ПРЕДИСЛОВИЕ

ПОСОБИЕ содержит методы обследования производственной среды и технического состояния строительных конструкций зданий различного функционального назначения.

Приводятся состав работ и порядок обследования, факторы и признаки, характеризующие состояние конструкций. Рассмотрены методы обследования железобетонных, металлических, деревянных конструкции, а также особенности обследования отдельных видов ограждающих конструкций. Изложены методы измерения прогибов и деформаций строительных конструкций, методы и средства наблюдения за трещинами. Приводится порядок отбора проб и образцов материалов для лабораторных испытаний. Указаны приборы и оборудование для определения физико-технических характеристик материалов и конструкций, уделено большое внимание методам обследований строительных конструкций и зданий, поврежденных пожаром.

Содержатся основные правила техники безопасности при обследовании производственной среды и строительных конструкций зданий.

ПОСОБИЕ предназначено для специалистов и инженерно-технических работников, занятых обследованиями производственной среды и технического состояния строительных конструкций реконструируемых и эксплуатируемых зданий. Оно может служить практическим пособием по повышению квалификации специалистов и при предлицензионном их обучении.

Пособие одобрено Департаментом развития научно-технической политики и проектно-изыскательских работ Минстроя России.

Пособие разработано руководителем Центра технической диагностики и обеспечения безопасности зданий и сооружений ЦНИИпромзданий профессором А.Г. Гиндояном при участии (раздел 13) инж. Э.С. Гиллера.

Замечания и предложения просьба направлять по адресу:

127238, Москва, Дмитровское шоссе, 46, к. 2. ЦНИИпромзданий, Центр технической диагностики и обеспечения безопасности зданий и сооружений.

ВВЕДЕНИЕ

Исследование производственной среды и технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с созданием в зданиях нормальных условий труда и жизнедеятельности людей и обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений.

Дальнейшее развитие нормативной базы проектирования, технической эксплуатации и особенно противопожарных мероприятий, а также совершенствование проектных решений зданий и сооружений требуют систематического накопления, обобщения и анализа данных о долговечности и эксплуатационной надежности зданий и сооружений и их строительных конструкций. Наиболее достоверным методом получения таких сведений являются натурные обследования.

Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований после разного рода техногенных и природных воздействий (пожары, землетрясения и т.п.), при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирования зданий.

Исключительно важное значение имеют обследование и оценка технического состояния строительных конструкций и зданий, в целом поврежденных пожаром, и установление причин недостаточной эффективности противопожарных мероприятий.

В процессе эксплуатации зданий вследствие различных причин происходят физический износ строительных конструкций, снижение и потерн их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом. Для разработки мероприятий по восстановлению эксплуатационных качеств конструкций, необходимо проведение их обследовании с целью выявления причин преждевременного износа понижения их несущей способности.

В настоящее время обследованиями производственной среды и технического состояния зданий и сооружений в том или ином объеме занимаются разные организации, акционерные общества и т.п., большинство из которых ранее не занималось этим видом строительной деятельности. В результате нередко появляются работы невысокого качества, слабо отражающие современные достижения в области строительной техники и средств измерений.

Практически не ведется обобщение результатов обследований, проводимых даже специализированными организациями, что отрицательно сказывается на дальнейшем совершенствовании объемно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений.

В настоящее время разработано большое количество государственных стандартов, инструкций и рекомендаций по определению отдельных физико-технических характеристик строительных материалов и конструкций как в натурных, так и лабораторных условиях. Однако практически отсутствуют работы, охватывающие весь комплекс вопросов, связанных с обследованиями состояния производственной среды (микроклимата) и эксплуатационных качеств (прочностных, теплотехнических и др.) как отдельных конструкций, так и зданий в целом, а литература по современным методам обследований зданий крайне ограничена.

Отсутствие унифицированных методик и приемов обследований в значительной степени объясняется отсутствием единого методического подхода к проведению обследований, разнообразием задач обследований и применяемых измерительных средств и методов обработки и обобщения результатов, что во многих случаях делает несопоставимыми данные, полученные разными исполнителями.

Выполненные разными организациями и специалистами отчеты и заключения по обследованиям зданий имеют разнородный характер как по содержанию, так и по форме, что объясняется многообразием объемно-планировочных и конструктивных решений, видов материалов конструкций и условий эксплуатации зданий различного назначения (жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные и др.), а также опытом специалистов, занимающихся обследованием зданий и сооружений.

Очевидно, что обследования зданий и сооружений различных отраслей промышленности должны выполняться специализированными организациями и специалистами, обладающими знаниями в самых различных областях строительной науки, а также знающими особенности технологических процессов в производственных зданиях. Учитывая, что в высших учебных заведениях не производилось подготовки специалистов по обследованию зданий с учетом специфики соответствующих отраслей промышленности, а также недостаточно освещение в литературе вопросов обследований, проблема создания соответствующей учебной литературы, практических пособий и руководств остается актуальной и неотложной задачей. В данной работе авторы стараются заполнить этот пробел.

Пособие имеет межотраслевой характер, учитывает часто встречаемые факторы, способствующие износу и разрушению конструкций, унификацию приемов и способов проведения натурных обследований. Вместе с тем в соответствующих разделах рассматриваются особенности обследований строительных конструкций зданий, эксплуатируемых при воздействиях различных видов производственных агрессивных сред (высоких температур, химически агрессивных сред и др.).

В работе уделено значительное внимание методике обследования строительных конструкций зданий, поврежденных пожаром, и установления причин недостаточной эффективности противопожарных мероприятий.

Кроме общих методик обследований железобетонных, металлических, деревянных и каменных конструкций, рассматриваются методы обследований отдельных видов ограждающих конструкций (стен, покрытий и кровель, полов и светопрозрачных конструкций).

При разработке Пособия использованы материалы следующих институтов: ЦНИИСКа им. Кучеренко, НИИЖБа, НИИОСПа им. Герсеванова, ЦНИИпроектстальконструкции им. Мельникова, Харьковского ПромстройНИИпроекта, МГСУ, ВНИИПО и других организаций.

Авторы понимают всю сложность рассматриваемых ими вопросов и не претендуют на исчерпывающие ответы. Поэтому они с благодарностью примут замечания и предложения, направленные на совершенствование и дополнение настоящего Пособия.

Авторы выражают признательность С.М. Гликину, Б.В. Лифанову и Р.В. Хомшиашвили, взявшим на себя труд рассмотреть весь текст Пособия и своими замечаниями и предложениями способствовать совершенствованию его содержания.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Пособие предназначается для организаций и специалистов, занимающихся исследованием производственной среды (микроклимата) и технического состояния строительных конструкций реконструируемых и эксплуатируемых зданий.

1.2. Общей целью натурных исследований производственной среды (микроклимата) является получение достоверных данных о факторах, формирующих производственную среду, их фактическом состоянии, причинах, обуславливающих данное состояние, для установления их соответствия нормативным требованиям и для разработки мероприятий по их улучшению.

1.3. Общей целью обследований технического состояния строительных конструкций являются выявление степени физического износа, причин, обуславливающих их состояние, фактической работоспособности конструкций и разработка мероприятий по обеспечению их эксплуатационных качеств.

1.4. В зависимости от поставленных задач натурные обследования зданий охватывают следующие этапы:

А. Предварительное обследование;

Б. Детальное инструментальное обследование;

В. Определение физико-технических характеристик материалов обследуемых конструкций в лабораторных условиях;

Г. Обобщение результатов обследований.

Детальное инструментальное обследование включает комплекс работ, связанных с выявлением:

а) факторов, формирующих производственную среду (микроклимат) помещений и их количественные показатели, и сравнение полученных результатов с нормативными требованиями;

б) технического состояния несущих и ограждающих конструкций, включая теплотехнические и прочностные показатели; пригодности их к дальнейшей эксплуатации и их соответствия современным нормативным требованиям.

Характер и объем натурных обследований определяются конкретными задачами, поставленными заказчиком работы перед исполнителями.

Примечание. 1. Пособие не охватывает некоторые специфические виды технологических воздействий; блуждающие токи, магнитные поля, производственные шумы; низкие температуры и др., при наличии таких факторов следует пользоваться указаниями специальной литературы.

2. Пособие не охватывает вопросы обследования строительных конструкций сооружений, подверженных нехарактерным для конструкций зданий воздействиям (подпорные стенки, очистные сооружения, элеваторы, газгольдеры и т.п.).

1.5. Определение стоимости работ по обследованию строительных конструкций зданий производится по «Сборнику цен на инженерно-обследовательные (изыскательские) работы по выявлению технического состояния строительных конструкций промышленных зданий и сооружений с разработкой мероприятий и рабочих чертежей по ремонту, усилению и восстановлению», разработанному ЦНИИпромзданий в 1991 г. В этом документе даются указания о порядке определения стоимости работ:

по предварительным обследованиям (сбор исходных данных);

по инструментальным обследованиям технического состояния строительных конструкций;

по разработке проектно-сметной документации для усиления строительных конструкций;

проведения статических испытаний, лабораторных работ по испытаниям строительных материалов;

выполнения вибродинамического инженерного обследования несущей способности строительных конструкций, проведения динамических испытаний в лабораторных условиях.

1.6. Установление стоимости работ по натурным обследованиям технического состояния строительных конструкций производится на основе учета объема и высоты здания, сложности объемно-планировочных и конструктивных его решений, степени износа конструкций и состава работ, особенности региона строительства, сейсмических, климатических и технологических воздействий и других факторов, определяющих условия эксплуатации здания и строительных конструкций.

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЯ

2.1. Основной задачей предварительного обследования здания является определение общего состояния строительных конструкций и производственной среды, определение состава намечаемых работ и сбора исходных данных, необходимых для составления технического задания на детальное инструментальное обследование для установления стоимости намечаемых работ и заключения договора с заказчиком.

2.2. Состав работ по предварительному обследованию включает:

общий осмотр объекта;

сбор информации об особенностях региона строительства; климатические и природно-геологические условия; сейсмичность региона и др.;

общие сведения о здании, время строительства, сроки эксплуатации;

общие характеристики объемно-планировочного, конструктивного решений и систем инженерного оборудования;

особенности технологии производства с точки зрения их воздействия на строительные конструкции;

фактические параметры микроклимата или производственной среды, температурно-влажностный режим, наличие агрессивных к строительным конструкциям технологических выделений, сведения об антикоррозионных мероприятиях;

гидрогеологические условия участка и общие характеристики грунтов оснований;

изучение материалов ранее проводившихся на данном объекте обследований производственной среды и состояния строительных конструкций;

изучение материалов по ранее проводившимся работам по ремонту и усилению и восстановлению эксплуатационных качеств строительных конструкций.

2.3. На стадии предварительного визуального обследования должны быть установлены по внешним признакам категории технического состояния конструкций в зависимости от имеющихся дефектов и повреждений.

2.4. В зависимости от имеющихся дефектов и повреждений техническое состояние конструкции может быть классифицировано по 4 категориям согласно общим признакам, приведенным в табл. 2.1 и табл. II-1 - II-3 прил. II.

Таблица 2.1

Общая оценка технического состояния конструкций при предварительном обследовании зданий

2.5. Ориентировочную оценку прочности бетона можно произвести по величине следа при простукивании молотком или ударом по зубилу, установленному «жалом» на поверхности бетона.

В табл. 2.2 дано ориентировочное значение прочности бетона в зависимости от оставленного следа на его поверхности после удара молотком весом 0,4-0,8 кг.

Таблица 2.2

Ориентировочная оценка прочности бетона путем простукивания поверхности молотком

2.6. При оценке категории состояния конструкции (плит, балок, ферм и др.) необходимо определить величину их прогиба и сравнить с предельными допустимыми для данного вида конструкции и величины пролетов.

2.7. На стадии предварительного обследования даются рекомендации о необходимости принятия неотложных мер по предотвращению аварии конструкций, отнесенных к III и IV категориям.

2.8. При предварительном обследовании несущих конструкций следует особое внимание обращать на колонны, подкрановые балки, ригели рам, подстропильные и стропильные фермы; тормозные фермы, несущие элементы фахверков, прогоны, узлы опирания балок на уступы или консоли, стыковки соединений балок и их креплений к колоннам, на сохранность защитного слоя бетона железобетонных конструкций.

При осмотрах тормозных ферм подкрановых конструкций и узлов крепления балок к колоннам особое внимание должно быть обращено на состояние болтовых, заклепочных и сварных соединений, а также основных рабочих элементов узлов.

2.9. Намечаются и согласовываются с заказчиком меры по обеспечению безопасного ведения работ (получение спецодежды, индивидуальных средств защиты; устройство подмостей и приспособлений для доступа к обследуемым конструкциям, освещение затемненных участков и другие необходимые для проведения обследования меры) в соответствии с требованиями разд. 15 настоящего Пособия.

2.10. На основании предварительного осмотра объекта составляется рабочая программа детального обследования производственной среды, отдельных строительных конструкций и здания в целом.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПОМЕЩЕНИЙ

3.1. Основные факторы, характеризующие воздушную среду помещений

3.1.1. Микроклимат помещений жилых и общественных зданий характеризуется первичными и обобщенными показателями. Первичными являются: температура воздуха t_in, °С, радиационная температура t_sq, °С; скорость движения воздуха V_in, м/с; относительная влажность воздуха j_in, %. Обобщенными являются: результирующая температура t_R,°С и локальная асимметрия результирующей температуры ∆t_R (II-73).

3.1.2. Параметры микроклимата помещения* должны быть в определенных сочетаниях между собой и находиться в некоторой зоне комфортности тепловой обстановки. Температурная обстановка в помещении может быть определена двумя условиями температурного комфорта:

а) первое условие - температурный комфорт в помещении в целом;

б) второе условие - температурный комфорт на границе обслуживаемой зоны в непосредственной близости от нагретых или охлаждаемых поверхностей [I-7].

3.1.3. На теплоощущение человека в значительной мере влияют сочетание радиационной температуры t_sq и температуры воздуха помещения t_sq Скачать