Курсовая работа - Диагностика здания - файл n1.docx

Курсовая работа - Диагностика здания
скачать (144.3 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx145kb.21.10.2012 17:22скачать

n1.docx

Министерство по образованию

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Конструкций и сооружений»
КУРСОВАЯ РАБОТА

Выполнил: студент группы

ГСХ-0604

Рыжова В.В.

Проверил: Яковлев

Сергей Геннадьевич

Тверь 2010

1.Общие положения.
Для распознавания дефектов в конструкциях, причин возникновения дефектов и их влияние на техническое состояние сооружения применяется техническая диагностика. Техническая диагностика занимается установлением и изучением признаков, характеризующих состояние строительных конструкций зданий и инженерных сооружений для определения возможных дефектов и предотвращения нарушения нормального режима их эксплуатации.

Диагностика строительных конструкций может осуществляться путем внешнего осмотра на основе визуальных обследований или при помощи аппаратуры при инструментальных обследованиях.

Основной принцип диагностики заключается в фиксации определенных параметров и сравнении их с исходными и проектными данными.

Основной целью диагностики является определение технического состояния конструкции и всего сооружения, а также выявление причин возникновения дефектов.

Диагностика осуществляется путем проведения натурных обследований сооружения с исследованием физико-механических свойств материалов и грунтов оснований, а также с применением аналитических и исследовательских методов в виде: поверочных расчетов прочности конструкций и надежности их конструктивных систем, анализа опыта эксплуатации аналогичных сооружений и аварий.

Таким образом, Диагностика Технического состояния строительных конструкций предназначается для установления признаков, характеризующих состояние строительных конструкций зданий и сооружений для определения возможных отклонений и предотвращения нарушений нормального режима их эксплуатации.

2.Описание объемно-планировочных и конструктивных решений объекта.
Обследуемое здания по адресу: г.Тверь. ул.Д.Донского, д.10 представляет собой – двухэтажное здание с подвалом (см. листы 1-4 и фото 1-4) с размерами в плане по осям 1- 5/А–Д - 24.05 х 21.44 м. Оно включает в себя постройку более раннюю с размерами в плане по осям 1- 5/А-Б - 24.05х11.44 м (сохранились только фундаменты, наружные стены и металлические балки перекрытия) и постройку сблокированную с первой более позднего возведения с размерами в плане по осям 1-5/В-Д – 24.05х10.0 м. Строительство второй части незавершенно, при этом консервация здания не проводилась. Высота здания 7.7 м.

Здание пожарного депо.

Фундаменты – ленточные бутовые из известкового камня, с глубиной заложения подошвы - 1.7 м от поверхности земли, ширина подошвы 1.2 м. Прочность камня фундаментов с достаточной степенью надежности можно считать не выше В5.

Наружные стены 1-го этажа, толщиной 850 мм, второго этажа – 700 мм, выполнены из керамического кирпича на известковом растворе (см. фото 1-2, 5-7).

Несущие металлические балки двутавр №36 установлены с шагом 1.5 м и опираются на продольные несущие стены. Для обеспечения их общей устойчивости они объединены еще одной балкой, проходящей под ними.

Здание пристройки.

Пристройка сблокирована со старой частью в осях Б-В. Стык наружных стен по осям 1 и 5 (см. фото 9, 15). В осях Г-Д/1-4 имеется подвал высотой Н=2.30 м (см.фото 12-14).

Фундаменты – ленточные типа ФБС, шириной 600 мм, с глубиной заложения подошвы - 2.62 м от поверхности земли. Прочность бетона фундаментов с достаточной степенью надежности можно считать не ниже В12.5.

Наружные стены выполнены из силикатного кирпича. Толщина стен h = 640 мм. Кирпичные столбы выполнены также из силикатного кирпича, сечением 640х640 по оси В и сечением 510х510 по оси Г. Кладка столбов армирована сетками через 4 ряда кладки.

Ригели перекрытий двух типоразмеров; сечением 200 х 500(h) мм (балка Б-2), и 120 х 400(h) мм( балка Б-1). Для выявления армирования вскрывался защитный слой арматуры ригелей (см.фото 19).Результаты вскрытий представлены в таблице 11. Плиты перекрытий и покрытия - железобетонные многопустотные типа ПК, размерами 0.8 х 6.0 м, 1.2 х 6.0 м, 1.5 х 6.0 м и 1.2 х 4.8 м.


3.Методы обследования, приборы и инструменты.
Обследование и обмерные работы выполнены в мае 2008 г. года сотрудниками научно-производственной фирмы "Зонд-2" (лицензия на осуществление строительной деятельности по обследованию технического состояния зданий и сооружений Д-349663 ГС-1-69-02-26-0-6904027134-001055-2 от 19.07.2003 г.) в соответствии «Правилами обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений» СП 13-102-2003, Госстрой, Москва, 2004 и ВСН 58-88 (р) «Положением об организации, проведении реконструкции, ремонта и технического обследования жилых зданий, объектах коммунального хозяйства и социально-культурного назначения».

Диагностика осуществляется путем натурных исследований, а также с применением аналитических и исследовательских методов.

Натурные обследования сооружений делятся на два вида: визуальные и инстументальные.

Визуальные: являются предварительными и осуществляются на основе внешнего осмотра сооружения и изучения существующей проектной документации объекта. По данным визуальных обследований может быть предварительно оценено техническое состояние сооружения, решен вопрос о необходимости ремонта, о пригодности к эксплуатации или необходимости проведения инструментального обследования. При визуальных обследованиях могут использоваться простейшие инструменты: рулетки, отвесы, бинокли. Для осмотра высотных сооружений могут использоваться фотоаппараты и видеокамеры.

Инструментальные: более детальные обследования и выполняются специализированными организациями с применением приборов. При этих обследованиях, в зависимости от цели, устанавливают эксплуатационные характеристики сооружения, исследуют физико-механические характеристики материалов конструкции и грунтов, устанавливают величины нагрузок, агрессивность внешней среды, соответствие фактического исполнения конструкций проекту. Составляют обмерные чертежи сооружения и конструкций, дефектные ведомости. По данным материалов обследования производят поверочные расчеты. Инструментальные обследования выполняются с помощью различных приборов и инструментов.

Методы

Приборы и способы выполнения

Область применения

Методы испытания прочности в образцах, бетон которых уплотнен совместно с конструкцией

Бурение с последующим испытанием кернов. Распиловка изделий на кубы

Для выборочного контроля прочности в изделиях, технология изготовления которых значительно отличается от технологии приготовления кубов, с целью установления переводных коэффициентов от Rсж изделия к Rсж в кубах. Для проведения предварительных испытаний с целью получения тарировочных зависимостей, используемых для контроля прочности бетона (неизвестных составов) другими методами.

Метод пластической деформации растворной составляющей

Приборы ДПГ-4, ДПГ-5, МП, ХПС, эталонный молоток Н.П. Кашкарова

Для испытаний прочности бетона в изделиях и конструкциях толщиной 40…60см. Приборы ДПГ-4 и ДПГ-5 более удобны при испытаниях на горизонтальных плоскостях, но для испытания нижних горизонтальных плоскостей не пригодны.

Метод пластической деформации бетона

Приборы типа «Штамп НИИЖБ»

Сфера применения та же. Толщина изделий (в зависимости от типа прибора) до 30см. Прибор менее удобен в работе, но обеспечивает большую точность испытаний.

Методы, основанные на отделении бетона от бетона

Отрыв со скалыванием, приборы ГПНВ-5, ГПНС-4

Для определения прочности бетона в конструкциях толщиной не менее 15см. Метод позволяет учитывать влияние прочности крупного заполнителя и степени его сцепления с раствором на Rсж бетона.Метод пригоден для испытания высоких марок.

Отрыв, прибор ГПНВ-5

Сфера применения та же, что и для отрыва со скалыванием, а также для испытания тонкостенных конструкций.

Скалывание ребра конструкций, приборы УРС и ГПНВ-5

Для испытания конструкций толщиной не менее 4см с шириной испытываемого ребра и его длинной соответственно не менее 18 и 20см

Метод упругого отскока

Прибор КМ, склерометры

Шмидта, прибор Царицына-Корниловича-Осадчука

Для испытания прочности бетона в изделиях и конструкциях толщиной не менее 100мм. Для определения изменения прочности бетона во времени.

То же, но только для вертикальных поверхностей.

Резонансный метод

ИЧМК-2,ИЧЗ-5, ИЧЗ-6,

вибростенд.

Для лабораторных исследований и испытаний образцов бетона.

Для испытания сборных изделий и конструкций типа прямолинейного бруса (в опытном порядке).

Импульсный ультразвуковой метод

Ультразвуковые приборы УКБ-1, УКБ-1М, «Бетон-8», УРЦ, УК-16П, УК-10П, «Пульсар-1»

Для контроля прочности и однородности бетона в конструкциях при известных заполнителях.

Радиоизотопный метод

8УРЦ, РПП-1, РПП-2, ИПР-Ц

Для испытания ячеистых бетонов и бетонов на пористых заполнителях.


Арматурные датчики типа ДПг-4М предназначены для установки измерительного электрода, например типа ЭСП-01-14, или ЭСП-04-14 и вспомогательного электрода, например типа ЭХСВ-1 или ЭВП-08 в трубопроводах или емкостях систем контроля и автоматического регулирования величины pH технологических процессов и соединения электродов с преобразователями pH в пропорциональное электрическое напряжение.

Ультразвуковой дефектоскоп Пульсар 1.1/1.2 с ЖКИ дисплеем (рабочая частота колебаний 50-100кГц, в комплекте: датчики для поверхностного и сквозного прозвучивания, комплект метрологического оборудования, масса 0,3кг, свидетельство о поверке). Приборы Пульсар-1 1/1.2 имеют функции определения глубины трещин и прочности бетонов неизвестного состава.

ГПНВ-5 Назначение: определение прочности легких бетонов в диапазоне 5...40 МПа и тяжелых бетонов в диапазоне 10...100 МПа методом отрыва со скалыванием по ГОСТ 22690-88 в конструкциях и образцах. Принцип действия: На испытываемой конструкции выбирают ровный участок и пробивают отвестие глубиной 55 мм. В отверстие вставляют анкер, затем, вращая ручку поршневого насоса, производят вырыв анкера. В момент разрушения испытываемого материала визуально устанавливают максимальное давление по манометру. Общее описание: Цена деления манометра - 0,5 МПа Пределы показаний манометра - 0...25 МПа Максимальное развиваемое усилие - 50 кН Привод - ручной Комплект: Прибор ПИБ; манометр МП3-У; футляр; анкерное устройство (2 шт.); ключ; инструкция по эксплуатации; паспорт. Масса, кг : 5,5 .Размеры, мм : 370х180х140

Перечень оборудования и приборов для обследования зданий:

1. Контроль деформации : тензометры, прогибомер Аистова, прогибомер Максимова, клинометры.

2. Оценка прочности материалов и конструкций: Прибор УКБ-1М, молоток ПМ-2, прибор ультразвукового контроля УК-14П, прибор Брителя, склерометр ПМ-2, оценка теплопроводности конструкций, тепломер, термощуп ТМ, термограф М-16.

3. Контроль герметичности конструкций: Психрометр Ассмана, психрометр Августа, гигрограф мембранный М-32, гигрограф М-32, гигрометр М-68, гигрограф волосяной.

4. Контроль освещенности: Люксметр Ю-16.

5. Контроль химического состава воздуха: Газоанализатор УГ-2, шахтный интерферометр «ШИ-5».

6. Определение толщины защитного слоя антикоррозионного покрытия, ширины раскрытия трещин в бетонных конструкциях и каменной кладке: Трещиномер ИНТМ2, трещиномер ИНТ-70, прибор ИТП-1, толщиномер «Кварц-6», «Кварц-15», прибор МИП-10, измеритель защитного слоя ИЗС-101, прибор ИПЛ.

7. Определение плотности материалов: Сцинтилляционный гамма-плотномер СГП, радиометр РУ.

8. Измерение параметров армирования : Прибор ИПА-1, металлоискатель МИМ, дефектоскоп, прибор ДУК-М.

9. Регистрация потоков воздуха в помещениях: Термоанемометр 3А-2М, крыльчатый анемометр «МЕТПРИБОР», анемометр Ц-5.

10. Определение влажности строительных материалов: Электронный влагометр древесины ЭВД-2.

11. Контроль напряженного состояния конструкций: Динамометры для измерения сжимающих усилий ДОСМ-1.0, динамометры для измерения растягивающих усилий ДОРМ-50, измеритель напряжений ИНТ-М2.

12. Замер адгезии герметика: Адгезиометр типа АГ-2.

13. Определение плотности теплового потока через ограждающие конструкции: Измеритель теплового потока ИТП-7, ИТП-11, тепловизор, инфракрасные термометры, термограф М-16, тепломер ЛТИХП.

14. Контроль звукоизоляции, уровня шума и вибрации: Шумометр, аппаратура вибрационного контроля.

15. Контроль освещенности: Люксметр Ю-16.

16. Выявление пустот в кирпичной кладке и монолитном бетоне: Ультразвуковой дефектоскоп Р5-5, акустический прибор РВП.

17. Контроль прочности сцепления кирпича с бетоном, прочности железобетонных конструкций: Склерометр КМ, молоток Кашкарова, молоток Физделя, ультразвуковой прибор УКБ-1М, склерометр Шмидта, прибор БЕТОН-22-М, магнитощелевой дефектоскоп.

18. Определение коррозионной активности: Приборы МС-07, МС-08.
4.Оценка технического состояния эксплуатируемых конструкций.
Техническая и исполнительная документация на строительство здания полностью отсутствует.

Обследованию подвергались все основные несущие и ограждающие конструкции здания обеих построек. К ним относятся: железобетонные плиты и ригели перекрытия, кладка наружных стен, столбов и перегородок, фундамент.

Здание пожарного депо.

При визуальном обследовании зафиксировано расслоение фундамента и эрозия материала. Дефекты фундаментов заметно снижают их прочность. Фундаменты находятся в неудовлетворительном состоянии.

Кирпичные наружные стены были обследованы полностью. Они имеют наиболее значительное количество дефектов. Наиболее распространенный дефект – участки карнизов и цоколя, подвергшихся поверхностному разрушению (размораживанию). Необходимо отметить полосу размороженной кладки в нижней части стены, возникшую из-за отсутствия отмостки. Разрушение кладки достигает глубины 5-10 см. Наиболее опасный дефект – сквозные трещины в опорной зоне оконных перемычек (см.фото 6-7).

Характерные дефекты наружных стен здания пожарного депо представлены в таблице.

Местоположение

Детальные признаки

Категория состоя- ния конструкций

Примечание

Ось А/1-5, 1/А-Б и 5/А-Б

Имеются значительные вертикальные и горизонтальные трещины в несущих стенах, на высоту более 5-ти рядов с шириной раскрытия до 5 мм. Имеются места раздробления и расслоения кладки. Искривлений и выпучиваний, а также отклонений от вертикали не обнаружено. Горизонтальная и вертикальная гидроизоляция разрушена. Несущая способность стен недостаточна. Отмостка отсутствует.

Ограниченно-работоспособное - с учетом фактических свойств материалов удовлетворяются требования действующих норм, относящихся к предельным состояниям 1 группы

Дефекты представляют непосредственную опасность.

Требуется выполнение ремонтно-восстанови-тельных работ

Наружные стены находятся в целом в неудовлетворительном состоянии.

В целом состояние кладки наружных стен необходимо признать неудовлетворительным.

Наиболее неблагоприятный дефект – узел опирания балок на продольные стены. Разрушена кирпичная кладка, отсутствуют опорные плиты.

Общее техническое состояние металлических балок междуэтажного перекрытия представлены в таблице.

Элемент

Положе-ние


Вид дефекта

Категория состояния конструкций



Примечание

Балки

Имеются дефекты в узлах опирания металлических балок на стены; криволинейности элементов балок не отмечено; местные искривления отсутствуют; состояние монтажных стыков неудовлетворительное; имеется отклонение плоскости балок от вертикали, заметная поверхностная коррозия до 20%. Прогибы балок составляют значения более 1/150

1.Ограниченно-работоспо-собное – выполняются требования действующих норм и проектной документации.

Требуется усиление балок, восстановле-ние зон опирания

По результатам обследования видно, что фактическое состояние балок необходимо признать неудовлетворительным.

Здание пристройки.

В процессе обследования видимых дефектов оснований и фундаментов, заметно снижающих их прочность не выявлено. Для определения наличия или отсутствия неравномерных осадок здания проведено нивелирование по выбранной на здании горизонтальной линии цоколя.

Величины деформаций основания здания не превышают предельно допустимые по СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”.

При обследовании фундаментов дефектов от “силовых” воздействий не обнаружено. Признаков неблагоприятного влияния среды - интенсивной коррозии бетона так же не обнаружено. Вертикальные трещины пересекают 3-5 рядов кладки, ширина их раскрытия колеблется в пределах 0.2-0.5 мм.

Все это свидетельствует о том, что на период обследования трещины в наружных стенах стабилизировались.

К другим, распространенным дефектам следует отнести участки карнизов, подвергшихся поверхностному разрушению (размораживанию) при отсутствии кровли и водосливов (см.фото 23). Необходимо отметить полосу размороженной кладки в нижней части стены, возникшую из-за отсутствия отмостки. Разрушение кладки достигает глубины 1-2 см.

Характерные дефекты наружных стен и столбов представлены в таблице.

Место-положение


Детальные признаки

Категория состоя- ния конструкций

Примеча-ние

Оси Д, 1 и 5

Оси Г,В

Имеются слабые повреждения. Волосные трещины, пересекающие не более одного ряда кладки. Места раздробления и расслоения кладки отсутствуют. Искривлений и выпучиваний, а также отклонений от вертикали не обнаружено. Нарушений мест сопряжений между отдельными элементами поверхностных повреждений кирпича и раствора, изменение цвета не зафиксировано. Размораживание и выветривание кладки не зафиксировано. Несущая способность достаточна. Горизонтальная и вертикальная гидроизоляция не нарушена

1. Исправное - удовлетворяются требования действующих норм и проектной документации.

Выполне-ние ремонтно-восстано-вительных работ не требуется

В целом состояние кладки наружных стен и кирпичных столбов пристройки необходимо признать удовлетворительным.

Швы между плитами раскрыты незначительно до 0.2 мм, что свидетельствует об отсутствии перегрузки и неравномерных осадок основания здания. В процессе визуального обследования железобетонных наиболее нагруженных плит и ригелей перекрытия признаков серьезных дефектов не обнаружено. Результаты диагностики приведены в таблице.

Конструктивный

элемент

Детальные признаки

Категория состоя- ния конструкций

Мероприятия по восстановлению конструкций

Ж/б плиты перекрытия подвала, 1-ого и 2-ого этажей

На поверхности бетона плиты видимых дефектов и повреждений нет, имеются отдельные волосные трещины. Ориентировочная прочность бетона не ниже проектной; изменение цвета бетона не отмечено; наpушение сцепления аpматуpы с бетоном не обнаружено; несоответствие площадки опиpания плит перекрытия пpоектным pазмеpам не обнаружено; наличие тpещин не зафиксировано. Имеется коррозия арматуры до 5 %

Исправное - выполняюся требования действующих норм и проектной документации.

Необходимости в ремонтно-восстановительных работах нет.

Ж/б ригели перекрытия первого и второго этажей

На поверхности бетона ригеля перекрытия видимых дефектов и повреждений нет. На поверхности ригелей имеются высолы. Ориентировочная прочность бетона не ниже проектной; изменение цвета бетона не отмечено; наpушение сцепления аpматуpы с бетоном не обнаружено; имеются продольные тpещины вдоль рабочей арматуры. Имеется коррозия арматуры до 5 %

Исправное - выполняются требования действующих норм и проектной документации.

Требуются мероприятия по зачистке рабочей арматуры от коррозии и восстановление защитного слоя.

Таким образом, общее техническое состояние железобетонных плит и ригелей пристройки в осях 1-5/В-Д, оцениваемое по внешним признакам, можно считать с достаточной степенью надежности удовлетворительным.

Для оценки деформативности плит и ригелей перекрытия измерялся прогиб (без полезной нагрузки). Результаты измерений приведены в таблице.

№№

плит

Местоположение

Абсолютный прогиб, f мм
Относительный прогиб

1

Плита 1-2/Г-Д

9.0

1/605

2

Ригель 3/Г-Д

10.0

1/565

Относительные прогибы для обследованных плиты и ригеля составляли менее предельно допустимых.

Таким образом, общее состояние конструкций перекрытий, оцениваемое по количественным и качественным признакам, можно считать с достаточной степенью надежности удовлетворительным и пригодным к дальнейшему использованию без ограничения эксплуатации при выполнении необходимых поверочных расчетов.

Для выявления фактической несущей способности плит и ригелей проводились вскрытия конструкций с определением армирования. Результаты вскрытий представлены в таблице.

Местоположение

Арматура

Оси 4/В-Г Балка

Б1

2Ш20 АIII

Оси 3/Г-Д Балка Б2

2Ш25 АIII

2Ш22 AIII


5.Оценка прочностных параметров материалов конструкций и соединений.

Величины деформаций основания здания значительно превышают предельно допустимые по СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”. Прочность камня фундаментов с достаточной степенью надежности можно считать не выше В5.

Участки кладки, подвергались постоянному увлажнению. При длительном увлажнении кладка подвергалась размораживанию, т.е. разрушению и в некоторых случаях интенсивному (до 1-го кирпича) на участке вблизи угла в осях А/5, А/1 причиной таких дефектов является отсутствие организованного слива и нарушение примыкания кровли к парапету.

Лабораторные испытания с определением прочности кирпича производились специалистами строительной лаборатории «Тверьагрострой». Результаты испытаний следующие: предел прочности на сжатие составляет Rс = 75.2 кг/см2, а предел прочности на изгиб составляет Rи = 33.5 кг/см2. Анализ результатов свидетельствует о не соответствии керамического кирпича требованиям ГОСТ по прочности.

Дополнительно проводились испытания по определению прочности кирпича с помощью измерителя прочности стройматериалов ИПС – МГ- 4. Результаты испытаний приведены в таблице.

№№

Конструктивный элемент

Местоположение

Номера испытаний

Прочность, кгс/см2











1

2

3

4

5

6

7

8

9

10




1

Кладка

Ось 5/А-Б

Менее

50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

Менее 50

На основе анализа данных таблицы можно подтвердить вывод о несоответствии прочности кирпича требованиям ГОСТ.

Прочность строительного раствора кладки определена по приближенной методике ( Руководство по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий. М., 1995) и приведена в таблице.

№№

п/п

Местоположение

Марка раствора шва кладки

Характерные признаки повреждения раствора шва при испытании лезвием ножа

1

Ось А

10

Раствор легко крошится

2

Ось 1

10

Раствор легко крошится

3

Ось 5

10

Раствор легко крошится

Прочность раствора кладки наружных стен здания пожарного депо не более марки М10.

Здание пристройки.

Для выявления ориентировочной прочности бетона использовалась приближенная методика с применением слесарного молотка и зубила (п.4.64. табл.5. «Руководство по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий» 2-ое изд. М., 1995). Результаты представлены в таблице.



п/п

Конструктивный элемент

Результаты одного удара средней силы молотком массой 0.4-0.8 кг

Примерная прочность

бетона, МПа







Непосредственно по поверхности бетона

по зубилу, установленному жалом на бетоне




1

Фундамент

Ось Г/3

На поверхности бетона остается заметный след, вокруг которого откалывается тонкая лещадка

Отделяются тонкие лещадки

10-15

2

Фундамент

Ось Д/3

На поверхности бетона остается заметный след, вокруг которого откалывается тонкая лещадка

Отделяются тонкие лещадки

10-15

Таким образом, на основе анализа результатов представленных в таблице, можно сделать вывод о том, что прочностные характеристики бетона фундаментов не ниже нормативных требований, регламентирующих эксплуатацию соответствующих конструкций; прочность бетона фундаментов с достаточной степенью надежности можно считать не ниже В12.5.

Лабораторные испытания по определению прочности кирпича производилось специалистами строительной лаборатории «Тверьагрострой» Результаты испытаний следующие: предел прочности на сжатие составляет Rс = 107.9 кг/см2, а предел прочности на изгиб составляет Rи = 55 кг/см2. Анализ результатов свидетельствует о соответствии силикатного кирпича требованиям ГОСТ по прочности марке М75.

Для проверки результатов по определению прочности кирпича производились испытания с помощью измерителя прочности стройматериалов ИПС – МГ- 4. Результаты испытаний приведены в таблице.



п/п

Конст-руктив-ный элемент

Место-положение


Номера испытаний

Прочно-сть, кгс/см2











1

2

3

4

5

6

7

8

9

10




1

Кладка




75

81

86

73

77

81

83

78

82

79

80

На основе анализа данных таблице можно сделать выводы о соответствии прочности кирпича требованиям ГОСТ.

Прочность строительного раствора кладки определена по приближенной методике (Руководство по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий. М., 1995) и приведена в таблице.

№№

п/п

Местоположение

Марка раствора шва кладки

Характерные признаки повреждения раствора шва при испытании лезвием ножа

1

Ось Д/1-2

30

Раствор режется с трудом

2

Ось Д/3-4

30

Раствор режется с трудом

3

Ось Д/4-5

30

Раствор режется с трудом

4

Ось 1/Г-Д

30

Раствор режется с трудом

5

Ось 5/Г-Д

30

Раствор режется с трудом

Прочность раствора кладки наружных стен пристройки - не ниже марки М30.

Прочность участков кирпичной кладки наружных стен и столбов пристройки - не ниже марки М100, прочность раствора кладки не ниже марки М30.

Результаты определения прочности бетона плит и ригелей перекрытия приведены в таблице.



п/п

Конструктивный элемент

Местоположение

Номера испытаний

Прочность, МПа











1

2

3

4

5

6

7

8

9

10




1

Плита

2-3/Г-Д

15.1

14.9

14.9

14.8

14.9

15.2

15.6

15.1

15.2

14.7

15.0

2

Плита

3-4/В-Г

15.5

14.9

14.9

15.2

15.9

14.6

14.6

15.6

14.9

14.8

15.1

3

Ригель

2/Г-Д

24.9

25.9

24.9

29.7

25.2

27.2

27.1

26.7

25.9

25.7

26.3

4

Ригель

4/Г-Д

25.7

26.7

25.8

26.5

25.0

25.1

25.3

26.1

25.8

25.6

25.8

1

Ригель

3/В-Г

25.4

26.6

26.1

27.1

24.9

26.8

25.9

26.3

25.1

25.7

26.0

2

Плита

1-2/Г-Д

15.9

17.6

16.9

16.7

18.1

17.4

20.8

15.9

14.8

14.6

16.8

Таким образом, на основе анализа результатов представленных в таблице можно сделать вывод о том, что прочностные характеристики бетона плит и ригелей перекрытия, не ниже нормативных требований, регламентирующих эксплуатацию соответствующих конструкций; прочность бетона плит с достаточной степенью надежности можно считать не ниже В15, ригелей не ниже – В25.
6. Определение нагрузок и воздействий.

Определение нагрузок на 1 м2 плиты.

Для плиты с круглыми пустотами приведенная толщина бетона =120мм. Тогда нормативная нагрузка на 1 м2 плиты от ее собственного веса:

,

где =2500 кг/м3 – плотность железобетона.

Подсчет нагрузок на 1 м2 покрытия с учетом коэффициента надежности по нагрузке сведен в таблице.

Вид нагрузки


Норматив нагрузка, кгс/м2




Расчетная нагрузка, кгс/м2

Постоянная нагрузка

Цементно-песчаная стяжка (=20мм; =1800кг/м3)

Многопустотная плита


36

300


1,3

1,1


46,8

330

Временная нагрузка

В том числе – длительная

– кратковременная

400

280

120

1,2

1,2

1,2

480

336

144

Полная нагрузка

736

-

856,8

Нагрузка на 1 м плиты с учетом коэффициента надежности по назначению здания =1:

полная (постоянная + временная) расчетная (т.е. при >1)

;

полная нормативная (т.е. при=1)

;

от собственного веса плиты .

Определение внутренних усилий


Максимальное значение усилий (рис. 1):

изгибающих моментов в середине пролета ;

поперечных сил на опорах .

Вычисление усилий с использованием этих формул сведено в таблице.

Вид нагрузки

Нагрузка, кгс/м

Изгибающий момент, кгс Ч м

Поперечные силы, кгс

Полная расчетная

Полная нормативная


От собственного веса плиты

1028,16

883,2

360,0

Mtot=4353,28

Mn,tot=3739,51

Mw=1524,26

Qtot=2991,9

-

-

Установление формы и размеров расчетного сечения плиты

Поперечное сечение плиты приводим к тавровой форме высотой h=220мм; шириной

Толщиной полки

Шириной ребра

Определение рабочей высоты сечения плиты


Рабочая высота плиты при толщине защитного слоя бетона



Расчёт железобетонной плиты по прочности

Согласно п.3.16 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» расчёт сечений, имеющих полку в сжатой зоне, должен производиться в зависимости от границы сжатой зоны.

Определяем высоту сжатой зоны бетона по формуле:

x= 2,99 см

Несущая способность сечения определяется по формуле:



Так как максимальное значение усилий изгибающих моментов в середине пролета , то

Полная расчетная нагрузка на плиту на 1 м2: g = q/b =1170/1.2=975 кгс/м2

Полезная расчетная нагрузка на 1 м2 : p = g –gс.в. -gпола =975-330-145=500 кгс/м2

Следовательно, полезную нагрузку на перекрытие пристройки здания пожарного депо, расположенного по адресу: г.Тверь, ул.Дм.Донского, д.10, нельзя превышать предельно допустимую – 500 кгс/м2.

7.Поверочные расчёты с учётом фактического состояния конструкций.

Поверочные расчеты по определению несущей способности плит и ригелей перекрытий

Расчёт многопустотной плиты перекрытия.

При обследовании здания пожарного депо с пристройкой по адресу: г.Тверь, ул.Дм. Донского, 10, определены номинальные размеры плиты: ширина =1,2м; пролёт =6м; высота сечения =22см. Плита опирается на наружную стену толщиной 640 мм и железобетонный прогон толщиной 200 мм.


По результатам испытаний (определение прочностных характеристик материала) с помощью измерителя прочности бетона ИПС-МГ4 установлено, что плита изготовлена из тяжёлого бетона класса В15; коэффициент условий работы бетона b2=0,9;

([,табл.13];[ ,табл.12];[ ,табл.18]).

По результатам вскрытия рабочей арматуры установлено:

Продольная напрягаемая арматура 212 и 214 класса А – IV Аs=5.34 см2

(;).

Поперечная арматура и сварные сетки из стали класса A-III диаметром 6мм

().

Определение конструктивной длины, расчётной схемы и расчётного пролёта плиты.

Расчетная схема многопустотной плиты представляет собой однопролетную свободно опертую балку, нагруженную равномерно распределенной нагрузкой (рис. 1).




Рис.1. Расчетная схема плиты и эпюры усилий


Расчётный пролёт многопустотной плиты перекрытия при глубине опирания на стены с =120 мм:



Количество пустот диаметром D=159мм, располагаемых по ширине плиты, при толщине промежуточных ребер tm =26 мм:



По ширине плиты располагаются 6 пустот. Тогда толщина крайних рёбер:


8.Анализ результатов и разработка рекомендаций по дальнейшей эксплуатации строительных конструкций.

Обследуемый объект представляет собой – двухэтажное здание с подвалом (см. листы 1-4 и фото 1-4) с размерами в плане по осям 1- 5/А–Д - 24.05 х 21.44 м. Оно включает в себя постройку более раннюю с размерами в плане по осям 1- 5/А-Б - 24.05х11.44 м (сохранились только фундаменты, наружные стены и металлические балки перекрытия) и постройку сблокированную с первой более позднего возведения с размерами в плане по осям 1-5/В-Д – 24.05х10.0 м. Строительство второй части незавершенно, при этом консервация здания не проводилась. Высота здания 7.7 м.

На основании результатов визуального и инструментального обследования строительных конструкций здания пожарного депо с пристройкой по адресу: г.Тверь, ул.Д.Донского, д.10 можно сделать следующие выводы:

- здание пожарного депо:

- имеются дефекты фундаментов заметно снижающие их прочность, глубина заложения фундаментов недостаточна и значительно меньше нормативной величины, величины деформаций основания здания значительно превышают предельно допустимые по СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”;

- отмечены значительные сквозные вертикальные и наклонные трещины в несущих стенах; вертикальные трещины пересекают 6 - 10 рядов кладки ширина их раскрытия колеблется в пределах 0.5-20 мм; полоса размороженной кладки в цокольной части стен, возникшая из-за разрушенной отмостки. Разрушение кладки достигает глубины 3-7 см;

-прочность участков кирпичной кладки наружных стен выше цоколя не более М50, прочность раствора кладки не более М10, цокольная часть – кладка не выше М 35, раствор – не выше М5;

- влажность наружных ограждающих стен в среднем выше нормативных требований W = 20 % > Wнорм = 4%;

- наружные стены, особенно, в зоне цоколя находятся в неудовлетворительном состоянии. Дефекты представляют опасность. Несущая способность кладки стен недостаточна.

- здание пристройки:

- плиты междуэтажных перекрытий имеют многочисленнее дефекты: защитные покpытия отсутствуют; имеются pаковины и отколы в бетоне до 50 мм, наpушение сцепления аpматуpы с бетоном; имеются участки оголения аpматуpы и тpещины вдоль арматуpы, отмечена коppозия аpматуpы; глубина нейтpализации не более половины толщины защитного слоя бетона;

- прочностные характеристики бетона плит и ригелей не ниже нормативных требований, регламентирующих эксплуатацию соответствующих конструкций; прочность бетона плит покрытия и перекрытий с достаточной степенью надежности необходимо считать не ниже – В15, ригелей – В25;

- прочность участков кирпичной кладки наружных стен не ниже марки М75, прочность раствора кладки не ниже марки М25;

- видимых дефектов фундаментов, заметно снижающих их прочность не выявлено, величины деформаций основания здания не превышают предельно допустимых значений по СНиП 2.02.01-83 “Основания зданий и сооружений”;

- инженерно-геологические изыскания представлены в техническом заключении выполненным ПИ «Тверьпроект» в 2007 г. Шифр 204/07-ТО. По этим материалам несущим слоем служит - песок средней крупности со следующими физико-механическими характеристиками Y = 1.93 г/см3; С=1 кПа, = 320 , Е = 30 мПа. Приведенные значения характеристик действительны для не промороженных грунтов при условии сохранения их природной структуры и влажности (см. ТЗ ПИ «Тверьпроект» шифр 204/07-ТО);

- расчетное сопротивление грунта основания R= 65.076 т/м3.

Учитывая вышесказанное, техническое состояние строительных конструкций здания пожарного депо по адресу г.Тверь, ул. Д. Донского, д.10 на участке старой постройки в осях 1-5/А-Б с достаточной степенью надежности следует считать аварийным, а их прочность, устойчивость и деформативность необеспеченными. Проведение ремонтно-восстановительных работ здания пожарного депо при отмеченных выше разрушениях считаем нецелесообразным.

Техническое состояние здания пристройки в осях 1-5/В-Г можно считать удовлетворительным и допустить эксплуатацию конструкций не превышая предельно допустимую полезную нагрузку на перекрытие - 500 кгс/м 2 при обязательном выполнении зачистки арматуры железобетонных плит и ригелей от коррозии с последующим восстановлением защитного слоя бетона.


Приложение 1.

Расчёт усиления балки путём увеличения сечения в растянутой зоне.

При обследовании железобетонной балки перекрытия установлено, что категория её технического состояния 4 (коэффициент условия работы k = 0,55). Требуется усиление конструкции. Усиление производим путё наращивания её сечения в растянутой зоне на 100 мм.

В результате инструментального обследования было установлено:

*длина балки l = 6 м;

* класс бетона балки В15, бетон тяжёлый с сопротивлением Rb = 8,5 МПа, Rbt = 0,75 МПа;

*растянутая рабочая арматура 3Ǿ20 АIII с площадью поперечного сечения As = 9,42 см2.

При выполнении поверочных расчётов по проектным данным существующей конструкции, запроектированных по ранее действующей нормативной документации, нормативное сопротивление Rsn определяется согласно разделу 2 СНиПа 52-01-2003. Расчёт сопротивления арматуры Rs определяется по следующей формуле:

Rs = Rsn / ?s,

где ?s – коэффициент надёжности арматуры, принимаемый для расчёта по I группе предельных состояний для арматуры АШ (А400) ?s =1,15, тогда (для АШ Rsn =390 МПа):

Rs = 390 / 1,15 = 339 МПа.

*действующие внешние усилия: максимальный момент Мmax=315 кН·м,

максимальная поперечная сила Qmax=210 кН.

Характеристики наращиваемого сечения: класс бетона В20 с предварительной дополнительной арматурой 3Ǿ18 АIII с площадью поперечного сечения As=7,62 см2.

Требуется проверить прочность сечения.

Определим высоту сжатой зоны сечения:

х = Rs · As / Rb · b = 339 · (9,42 + 7,62) / 8,5 · 30 = 22,7 см.

? = х / h0 = 22,7 / 72 = 0,315 < ?R = 0,531,

то есть новая несущая способность сечения определяется по формуле:

M0 = Rb · bf · x · (h0 – 0,5 · x) · k = 8,5 · 600 · 22,7 · (72 – 0,5 · 22,7) · 0,55 = 386 кН·м

M0 = 386 кН·м > Мmax=315 кН·м,

то есть новая несущая способность сечения обеспечена, следовательно, принятая дополнительная арматура 3Ǿ18 АIII подходит по расчёту.

Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона определяется по формуле:

? = Q / b · (h0 – 0,5 · x) = 210 / 0,3 · (0,72 – 0,5 · 0,227) = 1154 кН/м2

? = 1154 кН/м2 < 1,57 · Rbt =1,57 · 0,75 · 103 = 1178 кН/м2 .

Условие выполняется, сопряжение старого и нового бетона выполнено.

Несущая способность сечения по перечной силе:

Q0 = 0,3 · Rb · b · h0 · k / (1 – 2 · h0 / l) = 0,3 · 8,5 · 106 · 0,3 · 0,72 · 0,55 / (1 – 2 · 0,72 / 6) = 399 кН

Q0 = 399 кН > Qmax=210 кН,

то есть прочность сечения по поперечной силе обеспечена.

Приложение 3.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации