/
Автор: Добромыслов А.Н.
Теги: строительство эксплуатация здания и сооружения неисправности аварии обследование
ISBN: 5-93093-437-1
Год: 2006
Текст
А.Н. Добромыслов
А.Н. Добромыслов
ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ
ЗДАНИЙ И ИНЖЕНЕРНЫХ
СООРУЖЕНИЙ
МГСУ
Издательство Ассоциации строительных вузов
Москва 2006
к— Рецензенты:
**** *Кр^$С€оо|?*а^ед^^елезобстонных и каменных конструкций
Московского государственного строительного' университета,
кандидат технических наук ЛМ. Пухонто',
заведующий сектором конструкций ОАО «ЦНИИПромзданий»,
кандидат технических наук В.Н. Ягодкин.
Добромыслов А.Н.
ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ ЗДАНИЙ И ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУ-
ЖЕНИЙ. - М.: Справочное пособие. Издательство Ассоциации строитель-
ных вузов, 2006. - 256 с.
Изложены основные поврежд ния зданий и инженерных сооружений, возникаю-
щие при эксплуатации Проанализировано влияние возникших повреждений конструк-
ции на надежность зданий и инженерных сооружений, исследованы причины их воз-
никновения. Рассмотрены признаки аварийного состояния строительных конструкций.
Значительное внимание отведено повреждениям и авариям различных видов инженер-
ных сооружений, мало освещенных в отечественной и.зарубсжной литературе.
Пособие предназначено для работников служб, занимающихся эксплуатацией и
ремонтом зданий и инженерных сооружений, специализированных организаций, про-
водящих обследования, инженеров-проектировщиков и студентов строительных
учебных заведений.
ISBN 5-93093-437-1 © Издательство АСВ, 2006
© Добромыслов А Н , 2006-
Справочное пособие
Андрей Николаевич Добромыслов
ДИАГНОСТИКА ПОВРЕЖДЕНИЙ
ЗДАНИЙ И ИНЖЕНЕРНЫХ
СООРУЖЕНИЙ
Редактор: Р В. Воробьева
Компьютерный набор, верстка- ЕВ. Орлов
Дизайн обложки: Н.С Кузнецова
Лицензия ЛР № 0716188 от 01.04.98. Сдано в набор 17.07.05
Подписано к печати 20.01.06. Формат 60x90/16-
Бумага газетная. Гарнитура Таймс.
Усл.-печ. л. 16. Тираж ЮООэкз Заказ №2053.
Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ)
129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, отдел реализации - оф. 511
тел., факс: (495)183-56-83, e-mail: iasv(2;mgsu ru, http-//www iasv ru/
Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных диапозитивов
в ОАО «Дом печати — ВЯТКА». 610033, г Киров, ул. Московская,'122
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ............................................... э
ВВЕДЕНИЕ.................................................... 6
I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.........................—.............. 8
2. ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ....................................... 13
3. ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
И ИХ ЗНАЧЕНИЕ............................................ 21
3.1. Железобетонные конструкции................. 21
3.2. Стальные конструкции.—....-...................— - 33
3.3. Деревянные конструкции....................... •.. 38
3.4. Каменные конструкции............................. 42
3.5. Основания фундаментов............................ 46
3.6. Повреждения крыш и кровель................... —.. 52
3.7 Повреждения конструкций при пожарах............— t. 53
3.8. Повреждения, вызванные ошибками
при проектировании............................ 59
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ СООРУЖЕНИЙ.. 65
5. АНАЛИЗ ПОВРЕЖДЕНИЙ................................ 70
6. ПОВРЕЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ..............—................ 73
6.1. Жилые и общественные здания........................73
6.2. Производственные здания..................... 82
7. ПОВРЕЖДЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ________________ 90
7.1. Железобетонные резервуары и емкости......... 90
7.2 Стальные резервуары.............................. 100
7 3. Силосы и бункеры............................... 106
7.4. Подпорные стены.............................113
7.5. Тоннели я каналы _____...__’....____....... 117
7.6. Эстакады под технологические трубопроводы... 121
7.7. Конвейерные галереи ........................... 125
7.8. Крановые эстакады..................... „.A.—... 130
7.9. Дымовые трубы................................... 133
7.10. Вытяжные башни............................... . 139
7.11. Градирня.:................................. 144
3
8. ПОВРЕЖДЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ ОТ ДИНАМИЧЕСКИХ
НАГРУЗОК И СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ_______________ 150
8.1. Повреждения от динамических нагрузок. 150
8.2. Повреждения от сейсмических воздействий........ 154
9. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ________________________ 164
9.1. Основные положения............... !... 164
9.2. Диагностика при визуальных обследованиях....... 165
9.3. Диагностика при инструментальных обследованиях. 167
9.4. Особенности диагностики покреждений
инженерных сооружений . ................... 174
9.5. Перечень данных, выясняемых при инструментальных
обследованиях конструкций.................. 177
9.6. Особенности диагностики прн авариях............ 184
10. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕМОНТУ И УСИЛЕНИЮ________________ 189
11. ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 206
12. ПРИЛОЖЕНИЕ. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ
ДЕФЕКТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 243
13. ПРИЛОЖЕНИЕ. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЙ............. 249
ЛИТЕРАТУРА 252
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы в нашей стране с распадом крупных исследователь-
ских, проектных и строительно-монтажных организаций наметилась тен-
денция к снижению качества строительства
Зачастую заказчики,- экономя деньги, заказывают проектирование и
строительство недостаточно квалифицированным организациям. В резуль-
тате появилось множество зданий, имеющих те или иные повреждения в
том числе и с признаками аварийного состояния
Также ухудшилось техническое состояние уже построенных строи-
тельных объектов вследствие отсутствия в последнее десятилетие должного
контроля за их состоянием н проведения ремонтов.
Как известно, со временем происходит постепенное разрушение зда-
ний н инженерных сооружений1 от возникающих в них в процессе эксплуа-
тации различных дефектов и повреждений.
Причин возникновения различного рода дефектов и повреждений мно-
го: воздействие внешней среды, ошибки в проектировании, вызванные не-
достаточными сведениями о поведении строительных материалов н конст-
рукций прн эксплуатации, условиями эксплуатации и работы конструкций,
дефекты строительства, недостатки эксплуатации, перегрузка конструкций
при эксплуатации и т. п.
Возникшие дефекты н повреждения строительных конструкций могут
ухудшить условия эксплуатации, снизить несущую способность конструк-
ций и при определенных условиях привести к аварии.
Для инженеров, осуществляющих проектирование и эксплуатацию
строительных объектов, важно знать возможные повреждения конструкций
и -их последствия, что будет способствовать качеству проектирования,
строительства и безаварийной эксплуатации.
Материалом для книги послужили многолетние натурные обследова-
ния сооружений, выполненные автором, а также отдельные опубликован-
ные данные обследований в нашей стране н за рубежом
В книге рассмотрены основные виды повреждений, причины их воз-
никновения. Дана оценка повреждений стальных, железобетонных, камен-
ных, деревянных конструкций и оснований фундаментов по их опасности
для эксплуатации сооружения. Приведены многочисленные примеры воз-
никновения аварий и их последствий.
Далее по тексту сооружении
5
ВВЕДЕНИЕ
Выявление и оценка повреждений1, возникающих в строительных кон-
струкциях имеет, большое практическое значение для дальнейшей
эксплуатации построенного объекта.
Для распознания дефектов в конструкциях, причин возникновения де-
фектов и их влияния на техническое состояние сооружения применяется
техническая диагностика.
Техническая диагностика занимается установлением и изучением при-
знаков. характеризующих состояние строительных конструкций зданий и
инженерных сооружений для определения возможных дефектов и предот-
вращения нарушений нормального режима их эксплуатации.
Дн«гностика строительных конструкций может осуществляться путем
внешнего осмотра на основе визуальных обследований либо при помощи
диагностической аппаратуры при инструментальных обследованиях.
Основной принцип диагностики заключается в фиксации определен-
ных параметров и сравнение их с исходными и проектными данными. Ди-
агностику повреждений проводят исследуя образование и рост в процессе
эксплуатации дефектов.
Проблема обеспечения надежности и безаварийности всегда волновала
инженеров-строителей.
Аварии особенно привлекали внимание ученых и инженеров, так как
они позволяли более точно установить действительные условия работы со-
оружения и тем самым повысить надежность строящихся и проектируемых
сооружений, норм их проектирования.
Уже в 1895 году в России профессором Герсевановым М.Н. была
опубликована работа [11] по обобщению и анализу аварий сооружений.
В СССР первая попытка систематического изучения аварий и повреж-
дений была предпринята в 1937 году, когда на основании распоряжения
Главстройпрома НКТП СССР предписывалось всем проектным организа-
циям, строительным трестам и конторам организовать учет дефектов и ава-
рий Олнако в то время но причине засекречивания и сокрытия аварий, эти
данные не могли быть использованы в практической деятельности.
Первая опубликованная монография по обобщению строительных ава-
рий в нашей стране относится к 1953 году и принадлежит Дмитриеву Ф.Д.,
в которой собраны основные крупные аварии за рубежом [26 ].
В Госстрое СССР проводился сбор данных по авариям, имевших место
в стране. Указанные данные затем передавались в институт ЦНИИСК, где
под руководством профессора Шишкина А А. проводился анализ аварий
Под повреждением понимается дефект в конструкции, возникший в процессе
эксплуатации. Дефект - отклонение от норм или проекта
6
конструкций, сыгравший положительную роль в деле улучшения качества
проектирования и строительства[1,2, 3].
Шкинсвым А Н. по данным Госстроя СССР проведено обобщение ава-
рий различных сооружений [99], имевших значение в деле совершенство-
вания нормативных документов.
В институте ЦНИИлромзданий автором на протяжение ряда лет про-
изводилось обобщение и анализ аварий инженерных сооружений и была
разработана методика по их прогнозированию, обобщенная в работе [28]
Помимо указанных авторов исследованием аварий в России занимались
Беляев Б.И., Корниенко В.С., Лащенко М Н., Мизернюк Б.Н., Клевцов В А
Фнздель.И.А. и другие, а за рубежом - Митцсл, Мак-Кейг, Хэмонл. Аугу-
стин, Рибицки и др.
В 1983 году в США был создан Международный информационный
центр по авариям сооружений. В качестве основной функции этого центра
являлся сбор, изучение и распространение данных об имевших место ава-
риях и выдаче рекомендаций по их предупреждению.
Изучение аварий, имевших место в нашей стране и за рубежом, пока-
зывает, что многие из них не произошли бы, если бы вовремя были приня-
ты соответствующие меры.
Для предотвращения аварий и сохранения долговечности проектируе-
мых и построенных сооружений необходимо знать н уметь выявлять их
возможные повреждения.
7
I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Основной задачей при проектировании, строительстве и эксплуатации
сооружении является обеспечение их надежности и безаварийности.
При этом под надежностью понимается свойство объекта выполнять
заданные функции в течение требуемого времени или, иначе говоря, сохра-
нят ь заданное качество во времени. В понятие надежности входит: безот-
казность. долговечность, ремонтопригодность.
Основным свойством, определяющим надежность строительных кон-
струкций сооружений, является безотказнЬегь их работы, прсдстааляющее
способность сохранять заданные функции в течение определенного срока
службы.
Конструкции обычно выходят из строя в результате их разрушения.
При этом под разрушением понимается развивающийся во времени процесс
разделения тела на части.
В настоящее время в строительной литературе нет четко установлен-
ного понятия отказа конструкции.
Часть исследователей под отказом строительной конструкции подра-
зумевают достижение ею предельного состояния: по безопасности, по экс-
плуатационной пригодности (по деформациям, по образованию и раскры-
тию трещин), по долговечности
Другая часть исследователей придерживается мнения, что под отказом
строительных конструкций следует понимать достижение ею предельного
состояния по безопасности, поскольку данное состояние яалястся опреде-
ляющим и его несоблюдение приводит к разрушению конструкции, которое
нс может быть допущено при любых условиях ее эксплуатации.
Поэтому в дальнейшем при изложении материала автором под отказом
строительных конструкций понимается явление, при котором делается не-
возможным эксплуатация конструкции из-за опасности ее разрушения.
Отказы строительных конструкций можно разделить на постепенные и
внезапные.
При постепенных отказах с течением времени происходит накопление
в конструкциях повреждении, вызывающих физический износ сооружения.
Наиболее опасны внезапные отказы. Они, как правило, сопровождают-
ся мгновенным обрушением конструкций. Основными причинами внезап-
ных отказов являются |рубые ошибки, допущенные при разработке проек-
та, в процессе строительств» и эксплуатации.
Нс все повреждения строительных конструкций делают невозможным
эксплуатацию сооружений.
Железобетонные, каменные и деревянные конструкции в силу своей
структуры материала и технологии их изготовления имеют микро- и макро-
трешинн, не представляющие опасности для нормальной эксплуатации
конструкций.
8
Дефектами строения метал гов являются различные вк ноченил неод-
нородности, дислокации, приводящие к образованию микротрещин
Повреждения, заметные визуально, как правило, оказывают значитель-
ное влияние на прочность конструкций.
Когда повреждения в строительных конструкциях достигают критиче-
ских значений, это можег привести к их разрушению и при неблагоприят-
ных условиях к аварии всего сооружения. Таким образом, разрушение от-
дельной конструкции может вызвать обрушение при определенных услови-
ях части или всего сооружения.
Прн этом под аварией понимается непредвиденный выход из строя со-
оружения вследствие его полного или частичного обрушения.
Помимо разрушения конструкций различные повреждения могут при-
вести к неудовлетворительному состоянию сооружения, при котором за-
трудняется дальнейшая его эксплуатация или происходит снижение долго-
вечности конструкций.
Например, большие перемещения подкрановых балок вызывают коле-
бания мостового крана и затрудняют его работу, трещины в железобетон-
ном резервуаре приводят к потере его герметичности и невозможности экс-
плуатации, разрушение антикоррозионного покрытия стальных конструк-
ций приводит к коррозии и преждевременному разрушению конструкций
Долговечность сооружения оценивается продолжительностью его ра-
ботоспособного состояния во времени при установленной системе ремонта
н определяется сроками службы основных конструкций.
Надежность сооружения закладывается при разработке проекта и под-
держивается на заданном уровне при эксплуатации за счет ремонта.
При проектировании закладывается надежность конструкций исходя из
требований норм на проектирование, которая косвенно отображает необхо-
димый запас прочности конструкций на восприятие действующих нагрузок.
При эксплуатации конструкций сооружения его надежность с течением
времени, как правило, падает и может быть ниже нормативной. В этом слу-
чае возникает необходимость в ремонте. С помощью ремонта можно про-
длсаать работу сооружений практически неограниченно.
В связи с этим для обеспечения надежности сооружения играет роль
его ремонтопригодность, представляющая собой приспособленность кон-
струкций к периодическим осмотрам и ремонтам.
Однако основным требованием к конструкциям и сооружению в целом
остается его безопасность, обеспечиваемая несущей способностью конст-
рукций сооружения.
Поэтому при оценке опасных значений тех или иных повр ждеиий в
настоящей работе принят критерий опасности обрушения конструкции.
’ Изучением поведения различных материалов лот нагрузкой с мнкрогрещи-
нами занимается механик! разрушения твер 1ых тел. и в настоящей работе они не
рассматриваются.
9
Мс»юй надежности сооружения служит вероятность его разрушения1 *
(частота вероятного разрушения сооружения в год).
Для выбора необходимой надежности при проектировании необходимо
знать допускаемую вероятность отказа конструкций сооружения в год, т.е. риск.
Если расчетные значения вероятности отказа получаются больше рис-
ка надежность конструкций сооружения следует повысить, увеличив их
безопасность, качество эксплуатации или запланировать резервирование
сооружения на время ремонта.
В । астояшее время при расчете строительных конструкций по СНиП
не требуется вычислять вероятность их .каза. Считается, что надежность
конструкций сооружения, обеспеченная системой частных коэффициентов
надежности, достаточная.
Само собой разумеется, что разные сооружения должны обладать раз-
личной величиной риска.
Например, риск аварии сооружения, при котором происходит остановка
всего предприятия с большими материальными потерями из-за нарушения тех-
нологического процесса, должен быть минимальным В то же время сооруже-
ния. работа которых не приводит к немедленной остановке производства, мо-
гут иметь больший риск. Для одного и того же сооружения риск также может
меняться в зависимости оттого, одиночное сооружение или сблокированное.
Аналогично риск разрушения здания с большим скоплением людей
должен быть минимальным.
Величина приемлемого риска может быть определена на основе соци-
альной стороны и экономических соображений.
Определение приемлемого риска на основе социально-психологической
стороны отражает реакцию общественного мнения на аварии.
Так, риск, характеризуемый числом I0'3 случаев в год. является совер-
шенно неприемлемым (что соответствует вероятности случаев со смертель-
ным исходом в гол при езде на мотоцикле).
Уровень риска НУ4 требует принятия мер и может быть принят только
в том случае, если другого выхода нет (соответствует риску со смертель-
ным исходом в год при автомобильных авариях).
Уровень риска 10 s соответствует естественным случайным событиям
как, например, несчастным случаям при купании в море.
Аварии, обусловленные риском 10 6 (вероятность поражения человека
молнией) относятся к такому уровню, на который имеется более спокойная
реакция, так как считается, что избажать этого риска может каждый, со-
блюдая элементарные правила предосторожности.
При определении риска по экономическим соображениям следует ис-
ходить из стоимости сооружения и убытков от его отказа.
1 Рят исследователей [78] считает надежность нс коли |сственной, а качествен-
ной величиной: тибо строительные конструкции сооружения можно сч1стать надеж-
ными, либо их признать нельзя. Решение о надежности или ненадежности сооруже-
ния в этом случае оценивается на основании экспертного исследования.
10
В работе [4] была предложена методика вычисления риска в год на ос-
нове гипотезы, при которой принимается, что потеря 300 долларов США в
год считается приемлемой.
С учетом сказанного, риск [Q] для любого сооружения может быть вы-
числен нз выражения:
С [Q] _ 300 долл., откуда [Q] = 300/ С,
где С - стоимость сооружения в долларах с учетом ущерба от его отка-
за. В стоимость ущерба должны входить возможные потери от гибели на-
ходящихся там людей, которые оцениваются в 100000 долларов США за
каждого человека.
На практике надежность сооружения косвенно может быть оценена в
виде коэффициента запаса прочности сооружения, категорией его техниче-
ского состояния (табл. 1.1) или условной надежностью в баллах.
Для предварительной оценки надежности сооружений в работе [28] в
зависимости от наличия тех иян иных повреждений его конструкций, вида
здания или инженерного сооружения составлены специальные таблицы.
Таблица I I
Оцс но» падеж! ости сооружений по состоянию его конструкции
Категории техниче- ского со- стояния Описание технического состояния сооружения Относи- тельная надежность
1 2 3
1 Хорошее1. Исправное состояние конструкций Отсутствуют видимые повреждения конструкций Выполняются все требования действующих норм и проектной документации. Необходимости в ре- монтных работах нет I
2 Удовлетворительное. Работоспособное состояние конструкций. Поврсждснность конструкций сла- бая. Несущая способность конструкций обеспече- на, требования норм по предельным состояниям 11 группы и долговечности могут быть нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуа- тации. Требуется устройство антикоррозийного покрытия, устранение мелких повреждений Экс- плуатация сооружения возможна без ограничений 0.95
1 В работе [87] принята несколько отличная словесная характеристика техни-
ческого состояния сооружений: исправное состояние, работоспособное состояние,
ограниченно раоотоспособнос состояние, недопустимое состояние, аварийное со-
стояние.
11
Продолжение таблицы 1.1
3 Не вполне удовлетворительное. Ограниченно ра- ботоспособное состояние конструкций Повреж- денность конструкций средняя Существующие повреждения свидетельствуют о снижении несу- щей способности отдельных конструкций Для продолжения нормальной эксплуатации требуется ремонт по устранению выявленных поврежденных конструкций 0.85
4 Неудовлетворительное Неработоспособное со- стояние конструкций Поврежденность конструк- ций сильная Существующие повреждения свиде- тельствуют о непригодности к эксплуатации кон- струкций Требуется капитальный ремонт с усиле- нием конструкций До проведения усиления необ- ходимо ограничение действующих нагрузок. Нор- мальная эксплуатация возможна только после ре- монта и усиления 0.75
1 5 Аварийное состояние Существующие поврежде- ния свидетельствуют о возможности обрушения конструкций Требуется немедл иная разгрузка конструкции и устройство временных крепя инн. стоек, подпорок, ограждений оп сной зоны Ре- монт в основном проводится с заменой аварийных конструкций До проведения ремонта эксплуата- ция сооружения не допускается 0.65 и менее
12
2. ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ
Повреждения строительных конструкций сооружений бывают вызваны
производственными и техническими причинами
К производственным причинам относятся: недостатки проекта, низкое
качество изготовления, нарушение условий эксплуатации к техническим
причинам - силовые воздействия и воздействия внешней среды, иео. аго-
приятное стечение обстоятельств
Дефекты и повреждения, вызванные производственными причинами,
возникают, как правило, вследствие нарушений существующих норм про-
ектирования, строительства и эксплуатации, а также отступлений от проек-
та при его строительстве.
Повреждения от силовых воздействий вызваны либо недостаточной
несущей способностью вследствие недостатков проекта или дефектным
исполнением, либо перегрузкой конструкций прн эксплуатации.
Повреждения qt воздействия внешней среды связаны с агрессивностью
внешней среды, увлажнением конструкций, механическими повреждения-
ми при эксплуатации
Наиболее часто встречаются прн эксплуатации сооружений следующие
повреждения: коррозия стальных и железобетонных конструкций, загнива-
ние деревянных конструкций, увлажнение конструкций и связанное с ним
размораживание бетона н каменной кладки, промасливание бетона, устало-
стные разрушения стальных конструкций, изменение грунтовых условий
оснований фундаментов, образование трещин в железобетонных н камен-
ных конструкциях, повышенные деформации конструкций - прогибы, по-
гибы, потеря устойчивости, колебания, повреждения от огня при пожарах.
Рассмотрим подробнее эти повреждения и причины их образования.
Коррозия стальных конструкций
Коррозия характеризуется образованием ржавчины, возникающей в ре-
зультате химических реакций между металлом и окружающей средой
Толщина продуктов коррозии составляет около 1/3 толщины прокорректи-
рованного металла с каждой стороны элемента.
Для стальных конструкций наиболее часто встречается атмосферная
коррозия.
Коррозия в зависимости от степени агрессивности внешней среды про-
текает в большом диапазоне скоростей от 0.05 до 1.6 мм в год
В зависимости от скорости коррозии незащищенных стальных конст-
рукций различают три группы агрессивных сред:
слабая, характерная для жилых зон городов с коррозией до 0,1 мм в
год; средняя, характерная для промышленных зон - от 0.1 до 0,5 мм в год и
сильная, характерная для промышленных зон с агрессивном средой и вбли-
зи морских берегов с коррозией более 0,5 м.м в год.
Скорости коррозии 0,05-0,07 мм в год не очень опасны, так как тол-
щины элементов конструкций к концу срока их службы уменьшаются не-
много - на 2-2 5 мм.
13
Скорость коррозии зависит от условий среды, влажности, температуры
и антикоррозионной защиты. С увеличением влажности и температуры ско-
рость коррозии возрастает.
Различают три вида коррозии (рис. 2.1): поверхностная, сквозная и щелевая.
При поверхностной коррозии ржавчина располагается только на по-
верхности металла. Это менее опасная коррозия, так как ее легко можно
определить по цвету поверхности.
Прн сквозной коррозии образуется местное ограниченное, но прогресси-
рующее разрушение в виде отверстия. Оно опасно, так как, во-первых, несмот-
ря на небольшой диаметр, значительно уменьшает рабочее сечение элемента н
вызывает концентрацию напряжений, во-вторых, его трудно обнаружить.
Щелевая коррозия образуется в местах примыкания стальных элементов и
приводит к разрушению сварных швов н заклепок, соединяющих эти элементы.
На центральной отопительной котельной ГРЭС в г Самаре после
6 лет эксплуатации произошла авария стального резервуара для горячен
воды вместимостью 2000 м3. Резервуар был цилиндрической формы диа-
метром 15,2 м. высотой 11,8 м, сооружен по типовому проекту. Снаружи
резервуар утеплен ммнераловатным утеплителем, закрытым облицовкой из
алюминиевых листов.
В результате аварии резервуар разорвался по всей высоте стенки и
оторвался почти на всем протяжении от днища и кровли. Первоначальное
разрушение началось с образования вертикальной трещины, расположен-
ной в трех метрах от низа стенки Мощной волной горячей воды с темпера-
турой 90° С, образовавшейся прн разрушении резервуара, повреждено обо-
рудование и другой резервуар котельной.
Причиной аварии явились сильные коррозионные повреждения внут-
ренней поверхности стен. Глубина коррозии стен составляла 2-3 мм. В не-
скольких местах на корпусе имелись сквозные проржааления, которые и
явились, вероятно, началом зарождения трещины разрушения. Интенсив-
ной коррозии способствовала высокая агрессивность к стали горячей воды
и неудачная антикоррозионная защита.
14
Коррозия бетонных и железобетонных конструкций
Коррозия бетона различается по вилам:
- коррозия, при которой происходит вынос и выщелачивание нз бетона
легко растворимых составляющих, в основном извести и щелочен,
- коррозия при карбонизации бетона;
- коррозия от химического разрушения компонентов бетона, когда
происходят обменные реакции прн действии щелочей, кислот, некоторых
солей н органических веществ
Степень опасности процессов выщелачивания определяется прежде все-
го условиями взаимодействия бетона конструкции и воды. Наиболее опасны
условия, когда вода фильтруется через тело бетона Первый признак выщела-
чивания - образование белых налетов, потеков н сталактитов, изменение цве-
та бетона. Прн этом происходит уменьшение прочности бетона до 10%.
Другой вид разрушения бетона - карбонизация, когда гидроокись каль-
ция в поверхностных слоях бетона, соединяясь с углекислотой воздуха,
превращается в углекислый кальций. Прн этом не происходит разрушения
бетона (рнс.2.2). Как только фронт карбонизации доходит до ближайших
поверхностей стержней арматуры, арматура начинает интенсивно коррози-
ровать н происходит разрушение бетона от давления растущей на стержнях
ржавчины. Прн этом сперва образуются трещины, идущие вдоль рабочей
арматуры, процесс раскрытия которых нс затухает. В течение нескольких
лет они раскрываются до нескольких миллиметров, после чего происходит
отслоение защитного слоя бетона и коррозия быстро нарастает на открытом
воздухе. Прн этом происходит резкое снижение несущей способности из-за
разрушения сечения бетона и арматуры от коррозии (рис.2.3).
Рис. 2.2. Коррозия бетона:
а - от образования карбонатов лол действием углекислоты;
б - от образования сульфатов
15
Глубина карбонизации низкопрочиого бетона может достигать 25 мм
за 10 лет, в то время как плотный бетой подвергается карбонизации в тече-
ние 50 лет.
Скорость карбонизации возрастает при увлажнении конструкций, по-
вышенной влажности и температуре.
Разрушение бетона от химического разрушения компонентов бетона
может происходить достаточно быстро и приводить к существенному изме-
нению прочности бетона, сечения элемента конструкции и сцепления арма-
туры с бетоном (рис 2 4, 2.5). Характерным признаком разрушения бетона
от химического воздействия является разрыхление бетона с образованием
пористой структуры (рис. 2.2 б).
Р ic. 2.3. Разрушение бетона
колонны от коррозии
Рис. 2.4. Разрушение бетона колонны
от кислых стоков в емкости
Часто наблюдается одновременное сочетание различных видов корро-
зии бетона
Интенсивно процесс разрушения бетона и коррозия арматуры проис-
ходит в агрессивной внешней среде, когда воздух, грунтовые воды, жидкая
среда загрязнены химическими веществами. Особенно интенсивно вызы-
вают разрушение бетона и арматуры сернокислые солн (сульфиты), различ-
ные кислоты, хлориды. Попадая на бетон в виде растаоров или газов, они
образуют соединения, разрушающие бетон.
Разрушение бетона и каменной кладки от размораживания
Влага, просачиваясь в поры и трещины конструкции даже на неболь-
шую глубину, при падении температуры ниже (PC превращается в лед, и
возникающие от расширения воды при замерзании силы оказывают рас-
16
клинивающее воздействие на материал конструкции. Это повторяется при
каждом цикле замораживания и оттаивания и в конечном итоге приводит к
разрушению материала
Натурные обследования показывают, что для тонкостенных железобе-
тонных конструкций, подвергающихся воздействию влаги, разрушение от
размораживания может наступить через 10-15 лет.
Наиболее часто подвергаются размораживанию конструкции на откры-
том воздухе: кирпичные и железобетонные стены зданий в местах увлажне-
ния (рис. 2.6,2.7), опоры эстакад, стены железобетонных емкостей в уровне
воды и др.
Рис. 2.5. Разрушение железобетонного мостика емкости от коррозии
Образование трещин в конструкциях
Трещины в строительных конструкциях всегда вызывали беспокойство
у строителей и владельцев сооружений и приводили иногда к техническим
н юридическим последствиям, не соответствующим действительной
технической опасности.
Тщательное обследование характера трещин дает полезную информа-
цию и часто позволяет определить причину повреждения и техническое
состояние конструкции.
Такие факторы, как положение трещины, форма, направление (верти-
кальное, горизонтальное, наклонное), ширина раскрытия и глубина очень
важны.
При диагностике повреждений строительных конструкций обычно рас-
сматриваются только видимые трещины: волосяные с шириной раскрытия
до 0,1 .мм, мелкие до 0,3 мм и развитые более 0,3 мм.
17
Рис. 2.6. Разрушение кирпичной
стены здания от размораживания
кладки
V цествуст много причин образования трещин в конструкциях, но по
практическим соображениям их целесообразно разделить на две категории.
Трещины, вызываемые пере-
грузкой вследствие снижения
несущей способности конструк-
ции или превышением гейст-
вующей нагрузки, и трещины, не
вызванные перегрузкой.
Трещины от перегрузки имс-
лот в основном направление
перпендикулярное главным рас-
тягивающим напряжениям, дей-
ствующим в конструкции, но
вследствие происходящего после
их появления перераспределения
усилий могут несколько изменить
свое направление.
Трещины, не вызываемые
перегрузкой, возникают вследст-
вие усадкн или увлажнения, кор-
розии арматуры, технологических
причин изготовления конструк-
ции (например, при температур-
ной обработке железобетонных
конструкций, сварочных напря-
жений в стальных конструкциях,
от усущки деревянных материа-
лов и т.п.), температурных напряжений н других причин.
Трещины в железобетонных, каменных и деревянных конструкциях
при изготовлении не представляют большой опасности для эксплуатации
сооружения. Они обычно вызывают снижение долговечности сооружения.
Трещины в стальных конструкциях возникают от усталости материала
и при отрицательных температурах из-за его охрупчивания.
Трещины в стальных конструкциях всегда опасны, так как при их об-
разовании происходит резкое падение несущей способности, что приводит
к разрушению элемента.
Виды трещин н их последствия для различных конструкций рассмот-
рены подробно в разделе 3.
Изменение грунтовых условий оснований фупоаментон
Повреждения сооружений могут происходить от изменения грунтовых
условий основания во время эксплуатации.
Например, падение прочности глинистых грунтов вследствие ослабле-
ния во времени их сцепления из-за ползучести грунта [42] привело к разру-
шению четырех подпорных стен через 12,29,35,54 лет после их возведения.
18
Рис. 2.7. Обрушение кирпичной стены и покрытия
от размораживания кладки с течением времени
При эксплуатации может происходить снижение физических характери-
стик грунтов из-за их увлажнения, вызванных изменением рельефа местности
и сокращением площадей испарения, утечками из водоводных сетей, подтоп-
лением территорий, вымыванием грунта из-под подошвы фундамента.
Повреждения сооружений могут происходить также из-за пучения
грунтов. Пучение грунтов происходит при замерзании влаги в грунтах,
склонных к пучениям. Это приводит к увеличению объема грунта и подъе-
му вследствие этого сооружения. Поскольку грунты в пределах сооружения
обычно имеют неоднородную способность к увеличению объема, это при-
водит к разности осадок различных частей сооружения, образованию тре-
щин в стенах и даже разрушению. С наступлением теплой погоды наблюда-
ется обратный процесс. Однако вследствие подвижки грунта сооружение не
приходит в первоначальное состояние до начала деформации от пучеиия
Другие виды повреждений
Из других видов повреждений наиболее часто встречаются: разруше-
ния конструкций от усталости материала. гниение деревянных конструк-
ций, увлажнение конструкций, промасливание бетона.
Для конструкций, испытывающих многоцикловые нагрузки с числом
циклов за время эксплувтаиии сооружения 104 и более (сооружения крано-
вых эстакад, подкрановые конструкции, газгольдеры), разрушения могут
наступить от усталости материала
Усталостное разрушение происходит от образования и роста трещин в
материале конструкции при эксплуатации.
Разрушение от усталости происходит при напряжениях ниже предела
текучести по достижении трещин критических значений.
19
На рис 2 8 показано разрушение во времени стальных подкрановых балок.
11о до< ижснни трсшин критической длины, равной 1,5 м, происходило разру-
Рис, 2.8. График роста трещин в подкрановых балках но результатам
наблюдений крановых эстакаде кранами тяжелого режима работы
Наиболее частое повреждение деревянных конструкций происходит от
гниения в подвальных помещениях и санузлах, в перекрытиях и покрытиях
заделанных концов в степы деревянных балок, маурлатов и стропил.
Гниль древесины вызывается различными грибами и может привести к
полному разрушению конструкции. Причиной гниения древесины является
се увлажнение и плохое проветривание деревянных конструкций.
Повышенное влагосодержанис происходит от увлажнения конструк-
ций атмосферными осадками, конденсатом водяных паров из воздуха, ка-
пиллярным подсосом грунтовой влаги, что отрицательно сказывается на
несущих и ограждающих конструкциях. С увеличением влажности ухуд-
шаются теплотехнические свойства, снижается долговечность, ухудшаются
1 нгиенические условия среды помещений.
Увлажнение атмосферными осадками происходит при повреждениях
кровли, из-за неудовлетворительного состояния водосточных труб и сли-
вов, коротких карнизов, что приводит к разрушению стен и гниению
деревянных конструкций покрытия.
Капиллярный подсос грунтовой вяаги характерен для стен, у которых от-
сутствует или повреждена юризонтальная или вертикальная гидроизоляция.
Промасливание железобетонных конструкций минеральными маслами,
нефтепродуктами может вызвать снижение прочности бетона по отноше-
нию к прочности первоначального непромасленного бетона на 60%
3. ПОВРЕЖДЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ
3.1. Железобетонные конструкции
Разрушение железобетонных конструкций, как правило, происходит не
хрупко с предварительным оповещением путем образования видимых трешин
Исключение составляют сжатые элементы и разрушение изгибаемых элемен-
тов по наклонным сечениям, а также мало армированных элементов, когда
образование в них трещины приводит к фактическому разрушению элемента
По характеру трещин в железобетонных конструкциях в значительной мере
можно определить причины их образования и опасное состояние конструкций.
При действии нагрузки на элементы железобетонных конструкций в
них могут образоваться трещины с определенной шириной раскрытия.
Раскрытие трещин в растянутой зоне до величин 0,3 мм указывает на нор-
мальную работу элемента железобетонной конструкции под полной нагрузкой
Раскрытие трещим в растянутой зоне свыше 0,5 мм свидетельствует о
перегрузке конструкции, приведшей к образованию остаточных деформа-
ций в виде пластических деформаций в арматуре или образованию сдвигов
от нарушения сцепления арматуры с бетоном.
Раскрытие трещин в растянутой зоне более 2 мм до величины, изме-
ряемой сантиметрами, свидетельствует о разрушении конструкции с воз-
можным разрывом арматуры или нарушении ее анкеровки, при котором
конструкцию следует считать находящейся в аварийном состоянии и име-
ется опасность ее обрушения.
При осевом растяжении всегда появляются трещины, проходящие че-
рез все сечение и перпендикулярные направлению действия силы. Трещины
возникают в момент превышения прочности бетона на растяжении на рав-
ных друг от друга расстояниях и, как правило, против хомутов (рис. 3.1).
Если ширина трещин не превышает 0,2 мм, то они не вызывают коррозии
арматуры в неагрессивной среде и неопасны.
Продольные трещины в растянутых элементах свидетельствуют о воз-
никновении в элементах растяжения в поперечном направлении, возни-
кающего от усадки, обжатия преднапряженной арматурой, недостаточности
поперечного армирования или выдергивания рабочей арматуры. Эти тре-
щины за исключением последней причины не указывают иа аварийное со-
стояние.
Появление параллельных (рис. 3.1) или наклонных трещин чаще всего
под углом 45° к оси стержня в центрально-сжатых железобетонных элемен-
тах свидетельствует об их перегрузке.
Поперечные трещины от нагрузки в сжатых элементах указывают о воз-
никновении в этих элементах растяжения в поперечном направлении, что
вызывает снижение несущей способности конструкции примерно на 15%
Появление трещин при сжатии, при которых отделяется защитный
слой бетона и происходит выпучивание продольной арматуры, свидететь-
ствуетоб аварийной ситуации (рис. 3.2).
20
21
Рис. 3.1. Силовые трещины в железобетонных элементах:
а - растянутых; б. в - сжатых с малыми эксцентриситетами; г - сжатых с большими
эксцентриситетами; д - внецснтрснно-растянугых; с, ж - изгибаемых;
1 - трещина
Во внеиентренно сжатых элементах трещины появляются, как прави-
ло. в месте наибольшего момента.
Расположение трещин, свидетельствующих о потере устойчивости ко-
лонны, дано на рис. 3.1. Такое состояние элемента опасно и требует неза-
медлительного принятия мер по его разгрузке.
Трещины в изгибаемых элементах обычно перпендикулярны рабочей
арматуре в растянутой зоне и искривляются в месте действия значительной
поперечной силы.
На рис 3.3 показана типичная трещина от изРиба в последовательных
фазах ее развития при увеличении нагрузки. К моменту разрушения только
одна трещина доходит до границы сжатия, где разветвляется и образует
клин высотой около % высоты сечения. Бетон, помещенный внутри этого
клика, раздавливается путем расслоения.
22
Рис. 3.2. Разрушение колонны безбалочного перекрытия от перегрузки
23
Трещины в изгибаемых элементах появляются последовательно одна
за другой по мере увеличения нагрузки. Первая трещина образуется в зоне
наибольшего момента. Ширина трещин и их частота расположения зависят
от диаметра арматуры, процента армирования, класса армагуры.
При ширине раскрытия трещин более 2 мм можно говорить о наступ-
лении аварийного состояния.
Образование трещины значительно более широкой по сравнению с со-
седними свидетельствует о текучести арматуры в данном сечении (прибли-
зительно при ширине раскрытия трещины, соизмеримой с диаметром рабо-
чей арматуры). Расстояние между трещинами растет с увеличением диа-
метра стержней арматуры и с уменьшением процента армирования. Появ-
ление даже одной трещины при слабом армировании может свидетельство-
вать о больших перегрузках, в то время как при сильном армировании
большое число трещин ие опасно, а говорит только о правильной работе
элемента во второй стадии напряженио-деформируемого состояния.
В случае недостаточного количества поперечной арматуры в изгибае-
мых элементах могут возникнуть наклонные трещины под углом примерно
30° к оси балки.
Эти трешииы образуются в местах действия наибольших поперечных
сил, что, как правило, бывает на опорах балок (рис.З. I е). Появление таких
трещин свидетельствует об аварийном состоянии конструкции.
В коротких железобетонных консолях от поперечной силы в момент
достижения консолью своей несущей способности образуются наклонные
трещины. На практике трещины в консолях образуются из-за неправильно-
го их армирования. Трещины в консолях свидетельствуют об аварийном их
состоянии.
Характерным признаком коррозионных трещин является расположе-
ние их вдоль арматуры. Первым признаком коррозии арматуры являются
бурые пятна или полосы на бетоне, затем появляются трещины вдоль арма-
туры, где продукты коррозии, увеличиваясь в объеме, разрывают бетон.
Трещины сначала появляются иад арматурой с уменьшенной толщиной
защитного слоя. Дальнейшая коррозия арматуры приводит к отслаиванию
защитного слоя бетона и оголению арматуры. При оголении арматуры в
железобетонном элементе происходит уменьшение его поперечного сече-
ния и сечения арматуры, а также сцепления арматуры с бетоном и элемент
находится в неудовлетворительном состоянии. Оголение нреднапряженной
арматуры в балках и се коррозия говорат об аварийном состоянии конст-
рукции
Грубо приближенно по ширине раскрытия продольной трещины мож-
но определить толщину прокорродированного металла стержия арматуры,
которая при коррозии стержия арматуры со стороны защитного слоя будет
вызывать раскрытие трещины, равное величине лещадки коррозии, а сама
коррозия стержия арматуры со стороны защитного слоя составит 1/3 шири-
ны раскрытия трещины.
24
Технологические трещины в железобетонных конструкциях встреча-
ются от разных причин.
Усадочные трещины возникают при твердении бетона от уменьшения его
объема. Часто встречаются усадочные трещины в монолитных плитах и у
верхних краев монолитных стен резервуаров (рис 3.4) из-за разности .между
усадкой нижней части резервувра, находящейся под землей, и усадкой верхней
части, расположенной над землей. Возникают усадочные трещины в стыках
сборных элементов, от усадки бетона шва заполнения. Усадочные трещины,
как правило, не представляют опасности для разрушения конструкции
Рис. 3.4. Образование трещин or усадки:
а - в стене монолитного железобетонного резервуара; б - в кирпичной стене здания;
1 - трещины от усадки; 2 - рабочий шов бетонирования
Технологические трещины прн изготовлении сборных железобетонных
конструкций возникают от усадки бетона при твердении, от осадки бетон-
ной смеси под хомутами и стержнями арматуры при вибрировании издечия.
под полкой двутавровых балок от зависания бетонной смеси на монтажном
стержне арматуры и в стенке
Трещины от температурных деформаций форм опалубки по располо-
жению и направлению отличаются от трещин, вызванных перегрузкой тем,
что проходят по граням изменения сечения балок, плит и т. п. (например,
около вутов, поперечных ребер плит).
Технологические трещины мало сказываются на прочности конструк-
ций. Они снижают эксплутациониые свойства конструкций и уменьшают
их жесткость.
25
Рассмотрим более подробней характерные трещины и повреждения от-
дельных конструкций.
Трещины в плитах от нагрузки обычно наблюдаются на потолочной
поверхности плит. Они зависят от типа конструкции. В балочных монолит-
ных плитах (отношения сторон больше 3) трещины располагаются в проле-
те плиты параллельно длинной стороне опирания (рис. 3.5 а).
Для сборных панелей с ребрами н 1иты от изгиба вочиикают в ребрах
(рис.3.6 в).
* А Узел А
11 10
Рис. 3.5. Трещины в плитах:
а - балочная плита; б, в. г, д, с - плиты, опертые по контуру, I - трещины с раскры-
тием снизу. 2 - трещины с раскрытием сверх)'; 3 - места заделки плиты
В плитах, опертых по контуру, трещины образуют форму конверта.
26
Рис. 3.6. Повреждения сборных железобетонных тит:
а - плита покрытия ПКЖ; б - плита покрытия; в - плита перекрытия промзданий.
г - пустотные плиты перекрытий; 1,2- трещины до 0.1 мм (безопасные); 3 - тре-
щины от ударов; 4 - повреждение защитного слоя при монтаже; 5 - трещины на
торцах ребер от распора при распалубке; 6 - трещины от перегрузки; 7 - трещина
сквозная пол полкой над арматурным каркасом ребра; 8 - трещина (коней арматуры
не приварен п проскользнул); 9 - трещина 0,3-0.4 мм от перегрузки. 10 - разница в
прогибах соседних плит; 11 - продольные трещины в стенках между пустотами
При нормальной работе плит их раскрытие не превышает 0,1 мм Тре-
щины с раскрытием 0.4-0,5 мм свидетельствуют о перегрузке конструкции
Часто встречается появление трещин по шву между сборными плитами
перекрытий. Эти трещины вызваны прогибом одной плиты относительно
другой вследствие плохого замонояичивання шва между плитами, разной
27
жес «стью смежных плит или значительной перегрузкой одной из плит.
Гакле трещины для прочности конструкций сооружения неопасны. Они
приводят к снижению жесткости дисков перекрытий и покрытия.
При попадании воды в каналы многопустотных плит и ее замерзании,
что имеет место в недостроенных зданиях, образуются продольные трещи-
ны значительной ширины вдоль пустот и разрушение бетона. Такие плиты
непригодны для эксплуатации и подлежат усилению.
В балках с ненапряженной арматурой трещины от силовых воздейст-
вий наблюдаются на боковой поверхности (рис. 3.7 а)
Рис. 3.7. Трещины в железобетонных балках:
а без предварительно-напряженной арматуры; 6 - в прсдвар псльно-напряжснных
баяках; 1 наклонные трещины; 2 - наклонные трещины, переходящие в горизон-
тальные; 3 - вертикальные трещины; 4 - горизонтальные трещины; 5 - трещины в
месте сопряжения стенки и верхнего пояса; 6 - система прерывистых трещин в
опорной зоне балки; 7 - откол угла защитного слоя при проскальзывании высоко-
прочной проволоки
Вертикальные трешины в зоне изгиба, имеющие протяжение больше %
высоты балки, могут свидетельствовать о ее неудовлетворительном
состоянии
В предварительно напряженных балках появление вертикальных тре-
щин от изгиба представляет большую опасность (рис.3.7 б) Оии могут
быть вызваны следующими причинами; значительной перегрузкой балки,
недостаточным натяжением продольной арматуры, недостаточным сцепле-
нием арматуры с бетоном (встречается при расположении арматуры в кана-
лах с некачественной инъекцией).
28
Наклонные трешины в балках возникают под действием поперечных
сил или в случае нарушения анкеровки растянутой рабочей арматуры. Об-
разование наклонных трещин у опоры свидетельствует об аварийной си-
туации.
В подкрановых балках, помимо трешин, указанных выше для обычных
балок, встречаются вертикальные трещины иа любых участках (рис 3 8) Эти
трешины часто пересекают все сечение балки, включая сжатую зону Они
возникают от изгиба из плоскости балок под действием горизонтальных сил
торможения крана и перекосов крана. Обычно эти трешины на боковых гра-
нях имеют раскрытие вверху до 0.4 мм, а внизу до 0,1 .мм При наезде крана
трещины вверху закрываются, а внизу раскрываются до 0,3 мм.
Рис. 3.8. Повреждения железобетонных подкрановых балок:
1 - непросктнос крепление балки к консоли колонны; 2 - обрыв элемента крепления
балки к подкрановой части колонны; 3 - разрушение бетона в полке опорной зоны
4 - косые трещины у опоры; 5 - силовые вертикальные трещины в свесах полки;
б - механическое повреждение бетона; 7 - местное разрушение свесов полок.
8 - разрушение свесов в местах установки упора; 9 - горизонтальные трещины.
10 - разрушение бетона в опорной зоне; 11 - сварка закладных деталей смсжньос
балок; 12 — нарушение анкеровки закладной детали
Достаточно часто наблюдается разрушение верхних полок подкрано-
вых балок в местах установки концевых упоров крановых путей. Основная
причина этого - неисправность концевых выключателей, что приводит к
систематическим ударам по упорам мостового крана.
Горизонтальные трешины в стенках балок образуются, как правило
вследствие недостаточного поперечного армирования.
29
В фермах трешины наблюдаются в растянутых и сжатых поясах, эле-
ментах решетки, узлах (рис. 3.9). Трещины в растянутых элементах появ-
ляются раньше всего в местах изменения сечения то есть около узлов.
Рис. 3.9. Повреждения железобетонных ферм:
а - в сжатом поясе и узле, б - в растянутом поясе; в-в опорном узле; г - в растяну-
том узле; 1 - система наклонных трещин; 2 - лещадка; 3 - трешина в месте сопря-
жения раскоса и пояса; 4,5- трещины в поясе; 6 - система вертикальных трещин;
7 — горизонтальная трещина; 8 - наклонная трешина. доходящая до нижней грани
пояса; 9 откол лещалок, 10 - вертикальные трещины; 11 горизонтальные
трешины
Поперечные трещины в нижнем поясе на участке между узлами могут ука-
зывать на перегрузку фермы или недостаточность лреднапряжения арматуры.
На появление нарушения анкеровки стержней указывают также трещи-
ны в растягиваемых элементах около узлов.
Трешины. сопровождаемые образованием лещадок от раздробления бе-
тона в сжатых элементах или в сжатой зоне изгибаемых элементов, выпу-
чиванием сжатых стержней следует рассматривать во всех случаях как при-
знак аварийного состояния.
Трещины на торцах балок и ферм, а также на боковых- гранях их
(рис. 3.9 в) указывают на возможное нарушение анкеровки продольной ар-
матуры в случае недостатка косвенного армирования торцов балок. Эти
трешины могут быть опасны
В колоннах, в отличие от изгибаемых элементов, признаки разрушения
не проявляются почти до момента полного разрушения. Поэтому любой
дефект, ослабляющий железобетонное сжатое сечение колонны (как в ар-
матуре. твк и в бетоне), должен рассматриваться как потенциальная причи-
на возможного разрушения, поскольку колонны являются опорой всех кон-
струкций и их разрушение вызывает аварии более тяжелые, чем разруше-
ния друг их элементов. Дефектов в них следует избегать.
Часто в колоннах наблюдается повреждение защитного слоя бетона от
ударов транспортных средств. Эти повреждения не столь опасны, посколь-
ку отбитые углы составляют не более 1-2% площади сечеиия
Повреждения фундаментов представлены на рис. 3.10.
Рис. ЗЛО: Повреждении фундаментов:
а - под железобетонные колонны; б - под стальные колонны, в - в ленточных
даментах; 1 - трещины стаканной части от недостатка арматуры; 2 - туешиньТот
изгиба нижнем ступени; 3 - коррозия бетона и арматуры; 4 - скол траРей 5 „т
слоение защитного слоя; 6 - трещина вдоль анкерного болта; 7 - разрушение оетона
от размораживания; 8 - разрушение кладки; 9 - расслоение кладки
30
31
Образование трещин в стенках фундаментов стаканного типа под от-
дельные колонны указывает на аварийное состояние фундамента, так как в
этом случае не обеспечивается заделка колонны в фундамент.
Дефектами навесных железобетонных стеновых панелей являются раз-
рушение их креплений, вертикальные, горизонтальные и наклонные трещи-
ны (рис 3-11), подвижки панелей
Рис. 3-11. Повреждение панелей стаи
а - панель без проема; 6 - панель с проемом; 1 - трещина защитного слоя;
2 - отслоение поверхностного слоя с обнажением арматуры;
3 - трещины от температурно-влажностных деформаций
Признаком разрушения креплений стеиовых панелей является выход
панели из плоскости стены, появление ржавых пятен в местах расположе-
ния стальных креплений и трещин в горизонтальных и вертикальных швах.
Вертикальные и горизонтальные трещины в стеновых панелях увели-
чивают нх проницаемость. Горизонтальные и наклонные трещины снижают
жесткость и прочность панели, вследствие чего потребуется се усиление.
К числу других дефектов железобетонных конструкций относятся де-
фекты бетонирования, высолы.
Дефекты бетонирования: раковины, ие пробетонированные участки в
местах частого расположения арматуры, каверны, места с недостаточной
толщиной защитного слоя бетона следует оценивать в первую очередь как
ухудшение защиты арматуры от коррозии и ухудшение внешнего вида кон-
струкции.
Высолы и ржавые пятна на поверхности конструкции свндетсльствуйэт
о плохой гидроизоляции конструкций.
32
Трещины от перегрузки в сводах, арках и оболочках показаны иа
рис. 3.12, 3.13.
Рис. 3.12. Силовые трещины
в железобетонных и каменных арках
н сводах:
а - в двухшар пирной арке;
б - в бссшарнирном своде,
1 - трещины
Рис. 3.13. Трещины от нагрузки в
железобетонных оболочках:
а - куполов; б - двоякой кривизны,
в - цилиндрических; 1 - кольцевая
трещина с внутренней стороны;
2 - меридианальные тр шины;
3 - трешины при местном разрушении.
4 - трещины от изгиба; 5.6 - продоль-
ные трещины с внутренней и наруж-
ной поверхности
3.2. Стальные конструкции
Разрушения стальных элементов конструкций под нагрузкой, в основ-
ном, происходят пластично с оповещением об их разрушении большими
прогибами. Мгновенное разрушение конструкций происходит прн потере
устойчивости конструкции и от хрупкого разрушения материала
Для стальных конструкций характерны следующие повреждения: ис
кажение формы конструктивных элементов в виде искривления вдоль ос* t
винтообразное™, погнутости кромок и т п. (рис 3.14); уменьшение площади
сечения элементов (рис3.15) вследствие коррозии; нарушение сплошности
2 Диагностика ^3
элементов и соединений (устройство непроектных отверстий, расслоение
металла, непровары, поры в сварных швах, отрыв головок заклепок, отсут-
ствие или незатянутые болты и др.); трещины в элементах конструкций и
сварных швах; значительные перемещения конструкций, потеря местной и
общей устойчивости.
Рис. 3.14. Повреждения сталь 1ых элементов:
а - растянутого; б. в - изгибаемого; г. л - сжатого; е - механическое повреждение
(погнутость) элемента; ж - общая потеря устойчивости резервуара.
1 - сквозная трещнвл (разрыв); 2 - шейка; 3 местная потеря устойчивости элемен-
та; 4 - общая потеря устойчивости. 5 - погябь
Влияние этих повреждений на надежность конструкций неоднозначно.
Снижение прочности элемента конструкции за счет коррозии оценива-
ется путем уменьшения его поперечного сечения. Наиболее опасна корро-
зия для тонкостенных элементов.
34
Рис. 3.15. Дефекты сварных сседипепий:
а - неравномерное сечение шва. кратеры; б - прожоги; в - резкий переход от метал-
ла шва к основному, г — неполномсрность шва; д - наплывы; с — подрезы основного
металла; ж-трешины; з - непровары; и - шлаковые включения
Искажение формы конструкции может быть вызвано сварочными на-
пряжениями, ударами транспортных средств или иными механизмами, не-
равномерными осадками сооружения.
Опасными из этих повреждений являются искривления сжатых стерж-
ней или сжатой зойы конструкции. Искривления в растянутых элементах
менее опасны.
Потеря общей устойчивости колонн, сжатых элементов ферм, балок, обо-
лочек крайне опасна, так как приводит к аварийному состоянию сооружения
Местная потеря устойчивости элементов конструкций поясов и стенок
балок, колонн, днищ резервуаров также не может быть допущена при экс-
плуатации конструкции н потребует ремонта.
Нарушения сплошности конструкции, непроектные вырезы технологи-
ческих отверстий, удаление отдельных стержней строительных конструк-
ций. мешаюших прокладке коммуникаций, дефекты сварных швов могут
представлять значительную опасность в зависимости от значимости эле-
мента конструкции
Дефекты сварных швов (рис. 3.15) более опасны при вибрашюнных на-
грузках. способствующих возникновению усталостных трещин.
Трешнны в элементах конструкций создают опасность хрупкого
внезапного разрушения конструкции и поэтому эксплуатация несущих
конструкций не допускается даже при наличии небольших по величине
трещин.
Трешнны могут возникать также из-за недостаточной пластичности
применяемого металла или вследствие усталости материала прн вибраци-
онных нагрузках (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Места образования трешки в стальных кепстр} кинях
при многоинкловых нагрузках:
а - в соединениях прикрепления ребер жесткости; б - в стыковых соединениях;
в. г - в нахлесточных соединениях
Рис. 3.17. Места зарождения трещин в стальных конструкциях:
а - трешнны в фасонке по металлу и сварному шву;
б - трешина по краю отверстия; I - трешнна; 2 - отверстие
Наиболее часто усталостные трещины имеют место в верхних зонах
стенок подкрановых балок, которые начинают возникать прн кранах с
тяжелым режимом работы уже после двух-трех тег эксплуатации. Трещи-
ны часто бывают основной причиной полной замены подкрановых балок,
так как в настоящее время не разработаны эффективные способы их уст-
ранения.
Установлено, что зарождение трещин происходит в местах концентра-
ции напряжений (рис. 3.16, 3.17). Наиболее распространенные типы трещин
в подкрановых балках показаны на рис 3.18.
Трещины, вызванные недостаточной пластичностью материала, наноо-
лее вероятны в растянутых элементах ши зонах н на опорах конструкции
Они возникают, как правило, при отрицательных температурах.
Сверхнормативные прогибы стальных конструкций могут быть допу-
щены, если прочность конструкции обеспечена и они не мешают работе
оборудования, не портят внешний вид н не изменяют расчетную схему со-
оружения.
Все большие перемещения, связанные с достижением текучести мате-
риала или выходом конструкции в резонансные колебания, с тел уст отно-
сить к аварийному состоянию сооружения
36
37
a)
б) в)
Рис. 3.18. Трешины в стальных подкрановых балках:
а - схема расположения трещин; б - трещина TI по сварному шву;
в - трещина Т2 под сварным швом; трещины ТЗ вблизи ребер жесткости
Прн резонансе происходит резкое увеличение амплитуды колебания
конструкции прн совпадении собственных колебаний конструкции с вынуж-
денными.
Для стальных ферм покрытия являются довольно опасными протечки
кроали, что вызывает намокание утеплителя и увеличение нагрузок от по-
крытия Поскольку фермы имеют довольно низкий коэффициент запаса
надежности, указанные повреждения вызывают nepei-рузку ферм и могут
привести к аварии.
3.3. Деревянные конструкции
Разрушения деревянных элементов конструкций, как правило, проис-
ходят мгновенно без признаков предварительного оповещения.
Сучки значительно снижают прочность элементов. Особенно опасны
сучки в растянутых элементах или в растянутой зоне изгибаемых элементов
при расположении их на кромке элемента.
38
В деревянных конструкциях встречаются следующие повреждения
(рнс. 3.19): загнивание древесины; скалывание, сильное обмятие и зазоры
более 3 мм в рабочих поверхностях врубок; продольные трещины в стыко-
вых накладках; надломы н разрушения отдельных элементов; потеря устой-
чивости и искривление всей конструкции; отклонение плоскости ферм от
вертикального положения; большие прогибы конструкций.
2
2
Рис. 3.19. Повреждение деревянных элементов:
а - растянутого; б - сжатого; в - изгибаемого; г - потеря устойчивости сжатого
элемента; д - трешины от усадки; I - разрыв; 2 - трещина; 3 - трешина от усадки
Прн разрушении деревянных элементов от нагрузки преобладающим
является разрушение соединений, стыков и узлов конструкций. Возможны
также разрушения сжатых стержней от потери устойчивости, растянутых и
изгибаемых элементов.
Разрушение растянутых элементов (например, нижний пояс деревян-
ных ферм) происходит, как правило, внезапно и всегда вызывает обруше-
ние конструкции, в то время как выпучивание сжатого элемента от потери
39
устойчивости (например, сжатый пояс деревянной фермы) приводит к
значительной деформации конструкции и служит сигналом о ее аварий-
ном состоянии.
При изгибе происходит сначала выпучивание волокон сжатой зоны, а
затем происходит разрыв растянутых волокон. Разрушению при изгибе все-
гда предшествует значительная деформация.
Потеря несущей способности при скалывании деревянных элементов
происходит мгновенно.
Загнивание древесины встречается обычно в месте опор балок и ферм
и приводит к уменьшению рабочего сёчення элементов н снижению меха-
нических свойств древесины. Скорость разрушения элементов от гниения
может быть достаточно высокой. Имеется много примеров потерн прочно-
сти древесины через 3 года после начала эксплуатации. Гниение древесины
происходит от поражения ее домовыми 1рибамн: настоящего, белого, плен-
чатого и шахтного в местах увлажнения или при плохом проветрнваннн
конструкций.
Опасность повреждения при загнивании оценивается конкретно в зави-
симости от степени поражения элемента. При загнивании ее ответственных
элементов (шпонок, узловых подушек) эти элементы, как правило, подле-
жат замене
Значительные местные смятия древесины в соединениях, трещины в
стыковых накладках, изломы, скол врубок (рис. 3.20, 3.21). а также потеря
устойчивости характеризуют аварийное состояние конструкции.
Рис. 3.20. Трешины в растянутом стыке деревянной конструкции
Искривление всей конструкции или отдельных ее элементов: поясов,
стенок, ребер жесткости более 5 мм на 1 м пролета конструкции подлежит
обязательному ремонту.
Отклонение плоскости конструкции от ее проектного вертикального
положения более 8 .мм на I м высоты конструкции следует относить к не-
удовлетворительному ее состоянию
40
Расщепление
Рис. 3.21. Повреждение деревянных стропил
Очень часто элементы деревянных конструкций (бревна, брусья) име-
ют продольные трещины, вызванные усушкой материала.
Эти трешины в изгибаемых и сжатых элементах мало сказываются на
нх несущей способности. Продольные трещины в растянутых элементах
могут совпасть с расположением нагелей, что приводит к деформации сты-
ков и снижению их прочности.
41
3.4. Каменные конструкции
Разрушение каменных элементов от нагрузки в основном происходит
постепенно с образованном видимых признаков разрушения в виде трещин
(рис. 3.22).
Рнс- 3.22. Разрушение каменных сжатых элементов:
а - центрально сжатых и внснентрснно-сжатых с малыми эксцентриситетами;
б - внсцс|гтрснно сжатых с большими эксцентриситетами; 1 - продольная трешина;
2 - поперечная трещина
К характерным видам дефектов н повреждений каменных конструкций
относятся: трешины, смешение кладки стен; расслоение кладки и выпадение
отдельных камней; отклонение от вертикали каменных стен н колонн; размо-
раживание и выветривание кладки; пробивка в несущих элементах непроект-
ных отверстий н борозд; коррозия раствора; дефекты изготовления кладки.
Центрально-сжатые каменные элементы от nepci-рузки разрушаются с
образованием вертикальных трещин, расчленяющих элемент на ряд призм,
которые прн дальнейшем нагруженнн теряют устойчивость. Для простенков
стен, в которых кроме вертикальных сил действуют еще изгибающие момен-
ты, со стороны растянутой грани появляются трещины от перенапряжения.
Трещины от перарузки в отдельных кирпичах или волосяные трещи-
ны, пересекающие не более двух рядов кладки, не представляют опасности
для прочности конструкций.
Вертикальные и косые трещины в несущих простенках стен и колон-
нах на высоту более четырех рядов кладки, отрыв продольных стен от по-
перечных на всю высоту, вертикальные трешины в месте соединения пиля-
стры со стеной, вертикальные н косые трещины в кладке под опорами ба-
лок или ферм (рис. 3.23) длиной более 30 см свидетельствуют об аварийном
состоянии конструкции вследствие се перенапряжения.
42
Рнс. 3.23. Повреждения каменных конструкций:
а - трещины в стене от усадки монолитной перемычки; б - трещины в кирпичном
фундаменте при нагрузке его угла; в - трещины в кирпичной колонне от балок,
установленных без опорных подушек; г - трешины в карнизе при температурных
деформациях
Иногда в нижних этажах в месте примыкания простенков с подокон-
ной частью стены образуются вертикальные трещины, вызванные разно-
стью напряжений в кладке простенка н подоконной части (рнс. 3.24). Эти
трещины не представляют большой опасности для прочности сооружения.
Рнс. 3.24. Трещина в подоконной части стены нижнего
этажа здания от нагрузки простенков:
I -трещина
43
Нередко образование трещин в каменных конструкциях происходит от
распорного действия на них других конструкций (оконные перемычки, рас-
порные конструкции покрытия) (рис 3.23 г н 3.25), от температурно-
влажностных воздействий (усадки, набухания, перепада температур) либо
от неравномерных осадок оснований.
6) 6
Рис- 3.25. Трещины в кладке от температурных деформаций:
а - от нагрева покрытия; б - от равномерного нагрева стен в плане здания; в - от
перепада температуры по сечению стеновых панелей; I - покрытие; 2 - трещины от
поднятия покрытия при его смещении; 3 - трещины в стене от сдвига; 4 - трещины
в простенке от изгиба; 5 - трещины в стыке продольных и поперечных стен;
6 - деформации стен в плане при равномерном нагреве; 7 - анкера-связн
При усадке кладки происходит уменьшение ее объема, связанное с ее
высыханием. Набухание кладки имеет обратный процесс и связано с увлаж-
нением кладки. Средняя величина усадки кирпичной кладки из глиняного
кирпича составляет 0,1 мм/м, для кладки из си ликатного кирпича 0,3 мм/м.
Прн усадке каменных конструкций происходит их подвижка Если
имеется сопротивление подвижке конструкции, в ией по достижении проч-
ности кладки на растяжение возникнут усадочные трешины.
Причиной возникновения усадочных трещин может быть применение в
кладке разных видов кирпича, имеющих разную усадку. Это характерно для
наружных стен из глиняного кирпича, облицованных силикатным кирпичом.
Усадочные трешины, как правило, неопасны для сооружения, но пор-
тят его внешний вид.
Повреждения кладки от температурных перепадов наблюдаются в .мес-
тах пересечений поперечных и продольных стен, обусловленные нх
температурными удлинениями. При повышении температуры на 10 С на
каждые 10 м длины в конструкции будут удлинения: для кладки нз
глиняного кирпича 0,6 .мм, для кладки из силикатного кирпича 0,8 .мм, для
кладки из легкобетонных блоков 1 мм.
Если перемещениям стен препятствуют покрытия, то это также приво-
дит к образованию трещин в стенах и между стеной н покрытием (рис. 3 25).
Развитые трещины в кладке, вызванные неравномерной осадкой фун-
даментов, температурными деформациями могут представлять опасность,
так как они расчленяют пространственную конструкцию здания на отдель-
ные части, которые могут потерять устойчивость н, кроме того, изменяют
принятую расчетную схем сооружения (рис.3.26).
'77П77777777777777777777т'777Г
Рис. 3.26. Расчетные схемы простенков здании
при повреждении кладки трещинами:
а - конструктивная схема здания; б - расчетная схема простенков при отсутствии
трещин в стенах; в - то же при сквозных трещинах в стенах
44
45
Образование в кладке трешин может произойти от различных динами-
ческих воздействий: ударов, сотрясений от транспортных средств, вибра-
ций от оборудования. Трещины от динамического воздействия имеют нере-
гулярное направление и они также приводят к расчленению кладки на от-
дельные элементы, что может вызвать ее разрушение.
Опасны значительные отклонения от вертикали стен и столбов, свя-
занные с увеличением эксцентриситета действия Hai-рузки.
Довольно часто при эксплуатации конструкции повреждаются от про-
бивки непроектных отверстий и борозд для прокладки коммуникаций. Так,
пробитая горизонтальная борозда глубиной 13 см в стене толщиной 38 см
снижает ее прочность на 60%, а при толщине стены 51 см на 40%.
Размораживание кладки происходит вследствие разрушения ее от замерза-
ния влаги в порах Этот вид разрушения наблюдается для сооружений с повы-
шенной влажностью внутри, а также незащищенных от атмосферной влаги кон-
струкций Размораживание кладки приводит к ее шелушению и отслаиванию,
тем самым уменьшая поперечное сечение элемента и его механические свойства.
Для зданий с повышенной влажностью помещений (бани, прачечные,
бумажные производства и пр.) разрушение кладки с наружной стороны от
размораживания наступает из-за того, что пары влажного воздуха из тепло-
го помещения проникают через кладку наружу и конденсируются у наруж-
ной стороны стены. Влага в стене замерзая вызывает довольно интенсивно
разрушение кладки от ее размораживания, проявляющееся в виде расслое-
ния кладки. Этому способствует наличие цементной штукатурки на наруж-
ной поверхности стены, являющейся плотной npei-радой при пористых ма-
териалах стены на пути перемещения паров из помещения наружу.
Разрушение кладки может происходить от коррозии раствора, что
обычно имеет место в каменных фундаментах с агрессивными грунтовыми
водами н в дымовых трубах. При этом происходит расслоение кладки.
Характерными дефектами кладки при строительстве являются: неравно-
мерные по толщине и толстые швы раствора (более 15 мм); с лабообожженные
кирпичи и использование кирпичного боя, плохая перевязка кладки; примене-
ние кладки из кирпича разных видов, силикатного кирпича в цоколе стен; пус-
тые, плохо заполненные раствором швы, плохое сцепление раствора с кирпи-
чами, нарушение правил работ при кладке в зимнее время, связанное с замер-
занием раствора; отсутствие достаточной связи пилястр со стенами и крепле-
ния стен к перекрытиям; отсутствие опорных подушек под опорами балок.
3.5. Основания фундаментов
Значительная часть повреждений сооружений связана с дефектами ос-
нований.
О дефектах оснований судят по повреждениям сооружения.
Разрушения сооружений от дефектов или повреждений оснований
происходят, как правило, с оповещением об их разрушении чрезмерными
46
деформациями сооружений: кренами, осадками, подвижками, образованием
трешин в стенах и т. л.
Под на1рузкой от сооружения грунт деформируется, вызыввя верти-
кальные осадки фундаментов.
Осадки возникают вследствие уплотнения 1рунта под нагрузкой.
В первой стадии деформирования основания при относительно не-
большой величине внешней нагрузки грунт уплотняется. Деформация идет
вследствие вертикального перемещения частиц 1рунта и соответствующего
уменьшения пор в грунте. Напряжения н деформации носят линейный (уп-
ругий) характер. Величина среднего напряжения от на«рузкн под подошвой
фундамента в конце данной стадии деформирования соответствует расчет-
ному сопротивлению грунта, установленному нормами проектирования.
Поэтому при расчете оснований принято, что среднее давление от на-
грузки не должно превышать расчетного сопротивпения грунта.
Если в пределах сжимаемой толщи основания залегают слои 1рунта
меньшей прочности, чем прочность вышележащих слоев, расчетное давле-
ние грунта на кровлю 1рунта пониженной прочности не должно превышать
его расчетного сопротивления.
Во второй стадии деформирования основания при увеличении давле-
ния нагрузка и деформации носят нелинейный характер, это объясняется
тем, что деформация грунта происходят главным образом в результате го-
ризонтального смещения его частиц. Состояние 1рунтов на этой стадии ха-
рактеризуется образованием под подошвой фундаментов площадок сдвигов
(зон пластичности), а сами деформации представляют собой результат
скольжения.
При достижении напряжений от нагрузок критической величины в
конце второй стадии деформирования основания происходит взаимное
скольжение частиц грунта, выпирание в стороны и даже вверх. Структура
грунта разрушается.
Если грунт под сооружением нагружен так сильно, что в ием образу-
ются плоскости скольжения, по которым сопротивление i-рунта сдвигу ма-
ло, то в этом случае i-рунт, подобно жидкости, может течь в боковом на-
правлении, выпирая вдоль края фундамента.
Опасность повреждения грунтового основания увеличивается с
уменьшением ширины фундамента, глубины заиожения подошвы и сопро-
тивления грунта на сдвиг. Кроме того, при насыщенном водой i-рунте эта
опасность увеличивается. Указанное выше повреждение грунтового осно-
вания говорит об аварийном состоянии сооружения.
Признаком начавшегося повреждения i-рунтового основания является
выпучивание ненагруженной поверхности грунта вокруг сооружения.
Для большинства сооружений, когда напряжения под подошвой фун-
даментов не превышают расчетного сопротивления i-рунта н при нормаль-
ном заглублением фундаментов, такие повреждения грунтового основания
являются редки. Онн характерны для сильно нагруженных сооружении
47
ст» сов, водонапорных башен, а также для зданий, надстроенных без уси-
ления фундаментов млн прн удалении грунта с боковой поверхности.
Осадка песчаных i-рунтов осуществляется за счет уплотнения пор н в
основном заканчивается при зафужении сооружения эксплуатационными
нагрузками.
Осадка глинистых i-рунтов (глина, суглннкн, супеси) осуществляется за
счет уплотнения при выдавливании воды нз пор грунта. Продолжитель-
ность осадки глинистых фунтов значительно больше и происходит в тече-
ние четырех и более лет.
Изменение уровня грунтовых вод ® течение многих лет после заверше-
ния строительства, когда обычная осадка из-за обезвоживания верхних слоев
грунта давно прекратилась, может возникнуть вновь из-за высыхания более
глубоких слоев фунта На изменение местного уровня фунтовых вод может
оказывать влияние растительность (посаженные деревья) и асфальтирование
территории вблизи сооружения, вызывающие в первом случае повышенное
испарение фунтовой влаги, а во втором — сокращение испарения.
Поднятие или опускание уровня фунтовых вод может повлечь за со-
бой гниение деревянных свай фундаментов, применяемых в зданиях старых
построек и осадку всего сооружения.
Просачивающаяся в глинистые грунты сернвя кислота на промышлен-
ных объектах образует гидрогели, гипс, сернокислый гидроалюминат каль-
ция. которые вызывают набухание фунта. В результате чего стены здании,
колонны, фундаменты оборудования, пол могут быть повреждены вследст-
вие неравномерного их поднятия.
Осадка оснований может быть равномерная и неравномерная (рис. 3.27).
При равномерной осадке, более характерной для жестких сооружений
с фундаментами в виде плнт (силоса, высотные здания, наземные резервуа-
ры и др.), все точки основания опускаются на одинаковую величину. Такая
осадка не представляет опасности для сооружения и может повлиять только
на примыкающие к нему коммуникации.
Нормами [91] максимальная равномерная осадка сооружений офанн-
чивается величинами: для производственных и фажданских каркасных
здании 8-12 см, для многоэтажных бескаркасных зданий с несущими сте-
нами 10 см, для зданий н сооружений, в которых не возникают усилия от не-
равномерных осадок. 15 см, для силосов монолитной конструкции на одной
фундаментной плите - 40 см, для дымовых труб высотой до 100 м - 40 см,
прочие жесткие сооружения до 100 м — 20 см.
Неравномерные осадки приводят к общему нскриалению плоскости осно-
вания. Они могут быть двух видов: осадки, вызывающие обший крен сооруже-
ния, характерные для жестких сооружений н локальные, характерные для гиб-
ких сооружений с ленточными или отдельными фундаментами (рис. 3.27).
Неравномерные осадки возникают из-за неоднородного геологического
строения фунтов основания фундаментов или сильного отличия их физи-
ческих характеристик, вызванных недостатками изготовления основания,
увлажнением или промораживанием основания прн строительстве фуида-
48
ментов, а также разной зафуженностью от тельных фундаментов сооруже-
ния (например, фундаменты под продольными и поперечными стенами).
Часто прн строительстве неровные участки котлована под фундаменты
приходится засыпать фунтом, чтобы выравнять поверхность основания
Прн этом дополнительная осадка насыпного фунта на каждые 10 см засып-
ки может составить для неуплотненного фунта — 4 см, а для слабо уплот-
ненного - 1,5 см.
в)
Рис. 3.27. Виды осадок сооружений:
а - равномерная; б - неравномерная (крен) жесткого сооружения:
в, г - неравномерная гибкого сооружения
Для жестких сооружений (силоса, водонапорные башни дымовые тру-
бы, резервуары) неравномерная осадка сопровождается наклоном всего со-
оружения (рнс. 3.27 б). В предельном состоянии это может привести к оп-
рокидыванию сооружения, что представляет наибольшую опасность для
высотных сооружений (дымовые трубы, водонапорные башни, силоса). До-
пустимый крен таких сооружений не должен превышать для' монолитных
49
си юсов и жестких сооружений высотой до 100 м величины 0.004, для ды-
мовых тр> б до 100 м величины 0,005.
Гибкие сооружения (протяженные жилые и производственные зда-
ния. эстакады) при неравномерных осадках оседают не всем блоком, а
частями
Для жилых и производственных зданий неравномерная осадка (крен
или относительная разность осадок для гибких сооружений) более 2 мм/м, то
есть 0,002 ощущается как помеха для эксплуатации, а при величине 50 мм/м
(0,02) становится невозможным эксплуатировать сооружение вследствие
перекоса пола и стен, невозможности закрытия окон и дверей, значитель-
ных трещин в стенах, повреждений коммуникаций.
В результате неравномерных осадок в конструкциях сооружений воз-
никают значительные внутренние усилия, которые приводят к образованию
повреждений. Для железобетонных и каменных конструкций характерно
образование трещин, по виду которых можно судить о неравномерных
осадках сооружения. Причем трешины от неравномерных осадок образуют-
ся не только в наружных стенах здания, но н внутри здания. Признаком
неравномерной осадки являются наклонные трешины. проходящие через
окна (рис.3.28).
Повреждение кирпичной кладки происходит от неравномерных осадок
основания при величинах относительной разности осадок более 0,003.
Для сооружений, нагруженных- боковым давлением i-руита (стены под-
валов, подпорные стены), а также сооружений, построенных на косогоре,
может наступить их опрокидывание или сдвиг нз-за недостаточного сопро-
тивления грунтового основания.
Повреждение сооружений может наступить от пучения грунта.
Под действием отрицательных температур, содержащаяся в порах
i-рунта вода замерзает, увеличивая свой объем, что приводит к пучению
1рунтового основания и повреждению сооружения.
В грунтах (глины, суглинки, ил) при замерзании образуются отдельно
фракции почвы и кристаллы льда, которые располагаются в виде линз или
пластов. Грунтовые воды, проникая по капиллярам к границе замерзания,
вызывают рост лед яных линз, которые значительно вспучивают грунт (вода
при замерзании увеличивает свой объем на 9%).
Поскольку всегда имеется неоднородность грунтовых условий под
фундаментами сооружения (разная влажность, температура и вид грунта)
пучение часто приводит к неравномерным деформациям сооружения, раз-
рушению фундаментов и перекрытий, образованию трещин в стенах.
Автор в течение ряда лет наблюдал деформации двух построенных зда-
ний под действием сил пучения.
Первое временное деревянное здание было выполнено каркасным из
деревянных конструкций. Фундаменты были приняты из деревянных свай с
заглублением в грунт порядка 1 м. Грунты в месте строительства были или-
стые водонасыщенные, подстилаемые глинами. Зимой здание не эксплуа-
тировалось.
50
Рис. 3.28. Характерные трещины в стенах сооружении ОТ осадки основания:
I - слабый грунт; 2 - котлован; 3 - жесткое включение значительных размеров;
4 - новое сооружение; 5 - старое сооружение; 6 - щов примыкания; 7 - насыпной
грунт. 8 - подвал
В первый же год эксплуатации весной было обнаружено, что ряд свай
приподнялся на 10-15 см. вызыввя тем самым неравномерный перекос до-
ма. Летом после оттаивания грунта произошло незначительное опускание
выпертых деревянных свай. Невозвращение свай при оттаивании на перво-
начальное место объясняется тем. что произошло частичное осыпание
грунта в скважины при их выпирании. После этого здание было выправлено
за счет отпиливания выдвннугых голов свай в одном уровне. На следующим
год весной картина повторилась. Отпиленные сван вновь выдвинулись за
счет пучения на 20-30 см, произведя вновь перекос дома
Для изучения причины выпирания свай выпертые сваи были раскопа-
ны. Под дном выпертых свай были обнаружены цилиндрические по диа-
51
ме, кважины линзы льда толщиной порядка 20 см, которые выпирали
свал Образование указанных линз было вызвано заполнением водой по-
лости под дном сваи и ее замерзанием.
Дня другого двухэтажного деревянного здания, расположенного на том
же участке, фундамент был выполнен следующим образом. Непосредствен-
но на растительном слое грунта была устроена песчанвя подушка толщиной
30-50 см, равная по площади дому. На ней сверху были изготовлены желе-
зобетонные ленточные фундаменты толщиной 20 см в виде перекрестных
лент шириной 40 см по контору здания и в его середине. На ленточные
фундаменты в местах их пересечений опирались железобетонные столбы
высотой I м, на которых располагалось само здание. Между бетонными
столбами имелась деревянная забутка
Прн эксплуатации дома в течение 20 лет какнх-лнбо повреждений в
доме замечено нс было. В весенний период каждый год с южной стороны
здания между подошвой фундамента и грунтом раскрывался зазор около
I см, который летом закрывался. Это объясняется тем, что весной с южной
стороны благодаря раннему пршреванию почвы происходило оттаивание
фунта основания и фунт осаживался, в то время как с северной стороны
грунт был в замерзшем состоянии. Благодаря наличию жесткого ленточно-
го фундамента в виде перекрестных лент н жесткости самого здания
происходило выравнивание осадок в весенний период и в здании не
наблюдалось никаких видимых деформаций.
3.6. Повреждения крыш и кровель
Техническое состояние крыши и ее верхнего слоя - кровли оказывают
большое воздействие на находящиеся ниже помещения и конструкции со-
оружения.
Крыши и кровли подвергаются климатическим, механическим и агрес-
сивным воздействиям, протечкам, приводящим к разрушению конструкций
крыши и чердачного перекрытия, увлажнению и потере теплотехнических
свойств утеплителя.
Основными дефектами крыш является их протечка и разрушение кровли.
Протечки кровель бывают вызваны:
для стальных кровель раскрытием фебней и фальцев, застоем воды в
карнизной части, наличием одинарных фальцев в желобах, отверстий из-за
коррозии и пробоин;
для рулонных кровель трещинами и разрушением рулонного ковра,
плохой заделкой рулонного ковра в вертикальные стены и в местах прохода
труб через крышу, застоем воды вследствие обратного уклона кровли, засо-
рением водоотводяших устройств водосточных труб, воронок и т.п.;
для кровель из штучных материалов (асбестоцементных листов, чере-
пицы) вследствие смещения, коробления и повреждения отдельных кро-
вельных элементов, отсутствия надлежащего напуска, неплотностей в мес-
тах сопряжения, ослабления крепления элементов к обрешетке.
52
Дефектом крыш также является отсутствие кровли на парапетах ci и.
маленький вынос карниза и отсутствие капельников на кровле, приводящих
к увлажнению стен.
Протечки в кровле вызывают увлажнение и промерзание утеплителя,
что приводит к увеличению nai-рузок на строительные конструкции крыши
и может привести к ее обрушению.
Разрушения кровель происходит со временем лол влиянием внешней
а1ресснвной среды, механических повреждений, например прн очистке сне-
га, а также применения некачественных материалов, нарушения правил
изготовления.
Стальная кровля, имеющая сплошную коррозию, подлежит полностью
или частичной замене. Усиленной коррозии стальной кровли сопутствует
находящийся на кровле мусор, а также плохое проветривание чердаков
приводящее к образованию конденсата изнутри кровли
Разрушение рулонных кровель сопровождается образованием в них
трещин, разрывов, вздутий и отслоения рулонного ковра, вызванных нару-
шением технологии изготовления, а также температурными деформациями
К основным недостаткам производства работ прн устройстве рулонных
кровель относятся: неровности основания (бугры, впадины), приводящие к
образованию на поверхности ковра мест застоя воды и усиленному разру-
шению рулонного ковра; укладка рулонного материала на влажное основа-
ние, что вызывает отслоение ковра, появление под ним воздушных пузырей
и разрывов; неправильная обделка воронок внутреннего водостока, нена-
дежное примыкание рулонного ковра к вертикальным стенам, вследствие
чего рулонный ковер отслаивается от вертикальных поверхностен.
Асбестоцементная кровля со временем теряет свои водозащитные
свойства Ее наружная поверхность становится вспученной. Кромки листов
легко выкрашиваются н откалываются. Кровля на затененных местах не-
редко покрывается лишайником. Происходит коробление листов с образо-
ванием трещин. Листы асбестоцементной кровли с трещинами н сколами
непригодны для дальнейшей эксплуатации и подлежат замене
Протечки в кровле н повышенная влажность на чердаках, отсутствие
изоляции между деревянными частями и кладкой вызывают гниение дере-
вянных конструкций: маурлатов, стропильных ног, обрешетки крышн
Коррозия стальных связей и креплений карнизов к панелям покрытия
или анкеров в кладке, а также их перегрузка от ремонтных люлек может
привести к обрушению карнизов.
3.7. Повреждения конструкций прн пожарах
При пожарах строительные конструкции повреждаются от разрушения
их материала или изменения его механических характеристик значитель-
ных деформаций, вызванных перегревом конструкций, разрушением конст-
рукций и соединений от продольных деформаций при нагреве.
53
Величина повреждений зависит от вида конструкции, ес материала,
температуры nai-рева конструкций и длительности пожара.
Наиболее хорошо сопротивляются воздействию огню при пожарах же-
лезобетонные н каменные конструкции.
Рассмотрим воздействие пожара на отдельные виды конструкций.
Железобетонные конструкции
В железобетонных конструкциях под влиянием высоких температур
изменяются свойства цементного камня и заполнителя.
При нагреве арматуры до 300°С не происходит снижения ее механиче-
ских свойств, а прочность бетона в зависимости от заполнителя снижается
на 20-40%.
При длительном воздействии огня при пожарах с температурой
1000-1100°С температура арматуры достигает 550°С для конструкций с
толщиной защитного слоя 2,5 см уже через 1 час горения, а при толщине
защитного слоя I см через 45 минут.
При температуре арматуры 550°С происходит снижение ее прочности
на 50%, а бетона в среднем на 60%.
Нагрев железобетонных конструкций прн пожаре приводит к различ-
ным повреждениям и снижению их прочности (табл. 3.1).
Если температура пожара не превысила 400°С н продолжительность
составила 6-7 часов, то сооружение подлежит эксплуатации при условии
некоторого ремонта Если температура пожара приблизилась к 600°С, то
сооружение обычно сильно пострадает, однако не обрушится. Прн темпера-
туре пожара выше 800°С сооружение может обрушиться и, как правило, не
подлежит восстановлению.
Характерными признаками аварийного состояния конструкций могут
быть: прогибы конструкций, превышающие 1/50 пролета с образованием тре-
щин с шириной раскрытия свыше 2 мм; вьгколы н отслоения бетона, при кото-
рых площадь поперечного сечения элемента уменьшается более чем на 30%.
При пожаре важно знать также, существует ли опасность обрушения
несущих конструкций, так как это определяет выбор мер по спасению лю-
дей и для борьбы с огнем.
Прн продолжительном пожаре местные разрушения бывают обычно
небольшие. Однако вследствие нагрева н удлинения конструкций происхо-
дят обрушения колонн и стен.
Приведем последовательность разрушения конструкций на примере
железобетонных колонн здания по данным экспериментальных пожаров.
В течение 25-45 минут от начала пожара в колонне образуются про-
дольные трещины. Далее наблюдаются выгнбы, равные нескольким санти-
метрам без потери несущей способности под на1рузкой. Заметные трещи-
ны, перпендикулярные действию нагрузки, возникают за несколько минут
до потери несущей способности в растянутой зоне. Бетон в сжатой зоне
разрушается в месте максимальной кривизны вследствие расслоения н
выкрашивания. Разрушение всех колонн происходит в пределах 1 секунды.
При этом температура арматуры достигала 500-700°С.
54
Тлблипа 3 I
Повреждение железобетонных конструкций прн пожарах
Состояние по- верхности конст- рукции после по- жара Деформации конструкции Снижение прочности конструк- ции
Наличие следов сажи и копоти Шелушение отдельных слоев поверхности бетона. Незначительные сколы бетона на 5%
Изменение серого цвета до розового и буро-желтого; эле- менты полностью покрыты сажей и копотью Наличие сколов бетона по углам, обнаже- ние арматурной сетки на плоских элементах площадью около 10%; обнажение угловой арматуры в элементах прямоугольной фор- мы; отделение наружных слоев бетона без их обрушения (при простукивании прослу- шивается глухой звук); трещины с шири- ной раскрытия до 0,5 мм на 15%
Цвет бетона желтый Сколы бетона конструкций до 30% сечения элемента; обнажение арматурной сетки в плоских элементах на площади более 10%; обнажено до 50% рабочей арматуры прямо- угольных элементов; выпучен один стер- жень арматуры элемента; отвалились по- верхностные слон бетона, звук оставшихся слоев глухом; трещины с шириной раскры- тия до 1 мм на 30%
Цвет бетона темно-желтый Сколы бетона от 30 до 50% площади сече- ния элемента; обнажено до 90% арматуры: выпучилось более одного стержня армату- ры; нарушена анкеровка . сцепление арма- туры с бетоном; отрыв закладных и опор- ных деталей; зыбкость конструкции; проги- бы свыше 1/50 пролета; трещины шириной раскрытия более 1 мм на 65 и более %
Стальные конструкции
Поврежденность стальных конструкций от пожара может быть оцени-
на по внешним признакам по таблице 3.2.
55
Таблица 3.2
Повреждения стальных конструкций при пожарах
Состояние по- верхности метал- ла после пожара Деформации конструкции Сниже- ние прочно- сти кон- струкции Предполагае- мое темпера- турное воз- тснствие
Разрушено лако- красочное покры- тие Отсутствую! на 5% floWC
Сталь приобретает цвет побежалости. На стали образует- ся светлая окалина Имеется небольшое коробление на 15% Непродолжи- тельное 400- 6СЮ°С. При температуре более 500°С сталь в темноте светится
На стали образует- ся тонкий слой трудноечншаемой окалины Имеется сильное коробление на 30% Непродолжи- тельное 700- 900°С При температуре 700°С свечение стали стано- вится темно- красным
Отслоение места- ми слоя окалины. Образование тол- стого слоя окали- ны. Образование твер- дой и хрупкой пленки серовато- синего или черного цвета и язв губча- того строения Провисание ненагружен- ных элементов под собст- венным весом Сильная деформация на- груженных конструкций Пояалснис участков конст- рукций с изломами, разры- вами оплавленного мате- риала на 65 и более % Длительное 900-1400 °C
При температуре нагрева до 400°С стальные конструкции могут экс-
плуатироваться без ограничения. При нагреве конструкций до температур
400-600°С предел текучести и предел прочности стали падают, возрастают
удлинения, а после ес охлаждения восстанавливаются прежние значения.
Нагрев стальных конструкций до температур 600-900°С приводит к даль-
56
нейшему падению прочностных характеристик стали, конструкции сильно
деформируются, их эксплуатация возможна с ограничением нагрузок При
длительном воздействии температур более 900сС конструкции к использо-
ванию непригодны.
Помимо коробления стальных конструкций от пожара возникают по-
вреждения конструкций от их линейного удлинения (коэффициент линей-
ного удлинения стали равен 1,2-1,4.1 О' ).
При возрастании температуры на каждые 100 С одни метр длины
стальной балки удлиняется в среднем иа 1,3 мм. Если сечение балки значи-
тельное, то примыкающие конструкции - кирпичные стены, колонны будут
деформированы или разрушены. Из-за разрушения опор балки падают, что
может вызвать разрушение сооружения
Если колонна защемлена, то она искривляется, происходит поврежде-
ние болтовых и сварных соединений в местах стыка.
Каменные конструкции
Каменная кладка из применяемых в строительстве материалов (глиня-
ный кирпич, силикатный кирпич, блоки из легкого бетона) является огне-
стойкой.
Воздействие огня и воды при тушении пожара приводит к отслаива-
нию поверхностного слоя кладки, разрушению раствора н прн очень высо-
ких температурах образованию оплавлений. В табл. 3.3 приведены ориен-
тировочные данные об ослаблении прочности кладки при пожаре за счет
уменьшения ее рабочей толщины.
Таблина 3 3
Уменьшение толщины стен прн пожаре в мм
от длительного воздействия огня [78]
Строительный материал Продолжительность пожара, минут
30 90 180
Кирпич глиняный 0-1 0-5 5
Силикатный кирпич 0-1 0-5 10-15
Раствор, бетон 0-5 15-25 30-50
Газобетон 0-5 25-40 50-70
Практика показывает, что под воздействием огня прочность строи-
тельного кирпича не уменьшается, но происходит разрыхление и разруше-
ние раствора между кирпичами. Давлением струй воды при тушении огня
разрыхленный раствор вымывается из швов кладки. Если раствор разрушен
на глубину более 3 см каменная кладка считается не способной восприни-
мать нагрузку и подлежит разборке.
Помимо разрушения кладки при пожаре происходят повреждения ка-
менных конструкций от деформаций. вызванных температурными перепа-
дами и линейными удлинениями строите 1ьны.ч конструкций, что приводит
к образованию в каменных конструкциях трещим и разрушений Оценка
57
поврежденности каменных конструкций в этом случае производится на ос-
новании раздела 3.4.
Деревянные конструкции
Процесс разрушения деревянных конструкций при пожарах происхо-
дит следующим образом.
До температуры 1О0°С свойства древесины практически не меняются. При
температуре 290°С происходит возгорание древесины и обгорание ее поверх-
ности. Обгорание поверхности происходит со скоростью 1,8—2 см за 30 минут,
тем самым уменьшая поперечное сечение конструкции. Зная время горения
конструкций, можно рассчитать их остат’очную несущую способность.
Деревянные перекрытия старой конструкции, состоящие из деревянно-
го пола, балок, наката, глинистой обмазки и песчаной засыпки, а также
нижней обшивкн и штукатурки теряют несущую способность через 40 ми-
нут с начала возгорания.
Древесина при пожарах горит медленно, обугливаясь на поверхности.
Нссгоревшая древесина сохраняет свою форму и прочность. Обрушение
происходит постепенно лишь при значительном уменьшения площади по-
перечного сечення. Нагретая древесина не деформируется прн обрызгива-
нии ее водой при тушении пожара.
Несущая способность поврежденных пожаром деревянных конструк-
ции оценивается в зависимости от площади сечения неповрежденной дре-
весины конструкции. Прн быстро потушенном пожаре обугленная лишь на
поверхности древесина может быть допущена к эксплуатации, если это не
портит внешний вид сооружения.
В результате пожара на Новокуйбышевском нефтехимическом ком-
бинате строительные конструкции сооружения этажерки получили значи-
тельные повреждения. Трехэтажная трехпролетная этажерка имела в плане
размеры 18x129 м высотой 25 м. Все строительные конструкции каркаса
сборные железобетонные. Длительность пожара в отдельных зонах соору-
жения составляла от 5 до 10 часов с температурой разогрева 800-1200° С.
В результате интенсивного огневого воздействия значительная часть
несущих конструкций сооружения пришла в аварийное состояние.
В железобетонных колоннах произошло оголение арматуры с выгибом
ее между хомутами с нарушением сцепления арматуры с бетоном. Колонны
первого этажа за счет смятия бетона частично осели. Потеря несущей спо-
собности колонн составила 20-60%.
Потеря несущей способности железобетонных плит перекрытия и по-
крытия состав!та 20-70%, железобетонных ригелей 20-50%.
Учитывая, что основное технологическое оборудование этажерки было
мало повреждено и восстановление части сооружения путем замены строи-
тельных конструкций на новые потребовало бы демонтажа оборудования и
задержало восстановление сооружения на несколько месяцев, было принято
решение об усилении поврежденных конструкций. Усиление выполнено
путем наращивания сечения железобетоном с устройством обойм для ко-
лонн из профильного металла
58
3.8. Повреждения, вызванные ошибками при проектировании
Неудачные конструктивные решения и неправильный расчет конст-
рукций могут привести к их разрушению. Рассмотрим некоторые последст-
вия ошибок.
В настоящее время все большое распространение получает автомати-
зированное проектирование, расчеты конструкций выполняются на компь-
ютерах с использованием готовых программ.
При этом инженеры, производившие расчеты, ие всегда представляют
действительную работу конструкции под нагрузкой и подстерегающие при
этом опасности при реализации проекта.
Помимо этого, принятые в программе расчетные предпосылки, как
правило, основываются на работе материала как упругого тела н не учиты-
вают такие моменты действительной работы конструкции как ползучесть
материала, податливость узлов соединений конструкций и пространствен-
ность расчетной схемы сооружения, возможность случайных воздействий и
агрессивности сред. Не исключены также случайные ошибки от ввода не-
правильной информации н сбоя программы расчета.
Поэтому помимо автоматизнрованного расчета прн проектировании
всегда рекомендуется выполнять проверочные расчеты, основанные на уп-
рощенных расчетных схемах, но реально отражающих действительную ра-
боту конструкций. При этом точность расчета строительных конструкций
порядка 10-20% является вполне приемлемой и не отражается на надежно-
сти сооружения [29].
Для ответственных сооружений, новых неапробнрованных решений н
сооружений значительных размеров помимо проверочных расчетов
рекомендуется проводить исследование нх надежности как конструктивных
систем [28], а также выполнять экспериментальные исследования.
Нередко встречаются случаи, когда проектирование конструкций со-
оружения по тем илн иным причинам осуществляется вообще без расчета.
При проектировании одного жилого дома была неправильно принята
расчетная схема перекрытия.
Жилой долг был запроектирован соднопролетными перекрытиями про-
летом 8 м в виде монолитной железобетонной плиты, опирающейся на кир-
пичные несущие стены.
В результате ошибки эти перекрытия были рассчитаны с учетом их же-
сткого защемления по краям вместо шарнирного опирания. Конструктор
над опорами плиты разместил арматуру, которая должна была воспринять
опорные моменты. Прн этом фактический изгибающий момент в пролете
плиты оказался в три раза больше, принятого расчетом. Нз-за этой ошибки
только под действием собственного веса перекрытия дали прогиб порядка
1/50 пролета и не годились для восприятия полезной нагрузки.
При проектировании сводов и арок частой ошибкой является недоучет
податливости опор, в результате чего в вершинах сводов снизу образуется
трещина адоль всего свода, происходит подвижка или разрушение опор.
59
Прн расчете подпорных стен часто не учитывается то, что в течение
эксплуатации могут измениться грунтовые условия. Например, тугопла-
стичные глины основания подпорной стены из-за повреждения дренажа
могут увлажняться и стать пластичными, что приведет к сдвигу или опро-
кидыванию стены.
В Московской области в 2004 г. было запроектировано здание город-
ского суда Здание 4-х этажное с подвалом размером в плане 53,5x36 м, вы-
сотей 12,4 м.
Стены здания несущие толщиной 38-51 см с расстояниями в осях между
стенами 6 м. Наружные стены здания утепленные общей толщиной 64 см.
Перекрытия приняты из сборных железобетонных пустотных плнт,
опирающихся в основном на поперечные стены. Перекрытия рассчитаны иа
нормативные временные нагрузки 250-400 кге/м2.
Основанием фундаментов здания являлись мягкопластичные и туго-
пластичные суглинки, опесчанеиные с прослоями песка. Расчетное
сопротивление грунтов основания 3,4 кге/см . Уровень грунтовых вод на
1,5 м ниже подошвы фундаментов
Первоначально фундаменты проектировщиком были рассчитаны в виде
железобетонных монолитных лент толщиной 40 см шириной 2 м со стенами в
подвальной части из сборных бетонных блоков толщиной 40 и 50 см.
В дальнейшем по просьбе заказчика для увеличения надежности зда-
ния монолитные ленточные фундаменты были заменены проектировщиком
на сплошную фундаментную плиту толщиной 40 см с арматурной сеткой из
5 стержней диаметром 18А111 на погонный метр длины, расположенной в
нижней зоне с защитным слоем сверху 27 см.
При возведении третьего этажа здания в фундаментной плите вверху
посередине пролета между несущими стенами образовались трещины с ши-
риной раскрытия 0,3-0,5 мм. Трещины с плиты распространились на кир-
пичные стены здания. После этого строительство здания было прекращено
и заказчик потребовал усиления здания.
Причиной повреждения явилась недостаточная несущая способность
фундаментной плиты в середине пролета между стенами, которая была за-
конструирована без расчета. Поскольку расчетная схема фундамента изме-
нилась в середине между стенами в фундаментной плите возникли большие
изгибающие моменты и несущая способность плиты в этих местах оказа-
лась заниженной в 2 раза, что не было учтено проектировщиком. Помимо
этого по конструктивным соображениям толщина защитного слоя бетона
над рабочей арматурой в растянутой зоне не должна превышать 5 см. При
принятой толщине плиты 40 см и ее расчетной схеме армирование должно
было быть даойным в виде верхней и нижней сетки, а не одиночным, как
принято в проекте со смещением сетки к подошве плиты.
Часто разные фундаменты зданий имеют сильно отличающиеся между
собой напряжения на грунт под их подошвой. Это приводит к разным осад-
кам стен и колонн, что вызывает образование трещин в стенах н перекры-
тиях.
Представляют опасность также недостаточные сведения о грунтах ос-
нования из-за редкой частоты геологических скважин Иногда случается,
что первый хороший слой грунта, на котором расположен фундамент, под-
стилается грунтом менее прочным.
Под Санкт-Петербургом бы i построен жилой дом с кирпичными сте-
нами. Средняя часть дома была девятиэтажной, боковые пристройки - пя-
тиэтажные. Дом был полностью построен, когда обнаружилось, что средняя
девятиэтажная часть начала отрываться от пятиэтажных пристроек и по-
гружаться в грунт. Средняя часть здания просела относительно пристроек
на 0,7-1 м.
Причиной таких больших деформаций оказалась линза пылеватого
песка, насыщенного водой, расположенная под девятиэтажной частью дома
и ие выявленная прн геологических изысканиях из-за очень редкой сети
разведочных скважин.
При сборе нагрузок не всегда учитываются нагрузки от снеговых меш-
ков в местах перепада высот покрытия, отложения пылн в производствах с
большим пылевыдслением, местное агрессивное воздействие внешней сре-
ды, нерасчетные нагрузки от складируемых материалов на покрытиях зда-
ний при их ремонте.
В г. Климовске Московской области при проектировании стального по-
крытия механического цеха была не учтена нагрузка от образования снего-
вых мешков у фонарей. Покрытие здания было выполнено из стальных
трапецеидальных ферм с шагом 6 м пролетом 18 м со стальными прогонами
из швеллеров и двутавров и уложенных на них без приварки сборных
железобетонных плит размером в плане 0,4x2 м. В середине пролета ферм
адоль всего цеха имелись свето-аэроциоиные фонари, выполненные нз
стальных конструкций.
В результате недоучета увеличения нагрузки от снеговых мешков в
зоне фонарей стальные прогоны из швеллеров сильно прогнулись, напря-
жения в них по данным проверочных расчетов достигли предела текучести.
В ряде прогонов наблюдалась потеря обшей устойчивости в виде выкручи-
вания верхнего сжатого пояса из плоскости и повреждения их крепления к
поясам ферм, что грозило обрушением конструкций.
В г Воскресенске Московской области на химическом комбинате прн
проектировании эстакады технологических трубопроводов проходные мос-
тики по верху эстакады были запроектированы из типовых сборных желе-
зобетонных ребристых плнт перекрытий с толщиной полки плит 4 см. Пли-
ты имели пролет 6 м н опирались на стальные балки, расположенные на
стальных пролетных строениях.
В результате воздействия сильной внешней агрессивной среды с ув-
лажнением поверхности мостиков атмосферными водами произошла ин-
тенсивная коррозия бетона с оголением арматуры тонких полок плит. Через
несколько лет эксплуатации плиты пришли в полную негодность, проход
по ним представлял большую опасность.
60
61
Рис. 3.29. Жесткий узел
стальном рамы:
I - существующие ребра жесткости;
2 - ребра жесткости, нс принятые в
проекте
Нередко при проектировании наибольшее внимание уделяется основ-
ным конструкциям и не обращается должное внимание нерасчетным конст-
рукциям: связям, анкерам, ребрам жесткости и т. п., обеспечивающим ус-
тойчивость сооружения как в стадии строительства, так и в эксплуатации.
В процессе эксплуатации конструкции сооружения могут подвергаться
случайным нагрузкам в виде виб-
раций и сотрясений, на которые
они не рассчитаны, что может вы-
звать их смешения с опор и при-
вести к обрушению.
В жестких узлах стальных
рам и больших фасонках ферм
забывают устанавливать ребра
жесткости, что может вызвать
потерю их устойчивости и разру-
шение конструкции.
Так, в жестком узле рамы
спортивного сооружения в Моск-
ве в месте примыкания ригеля
сварного двутаврового сечения к
стойке (рис. 3.29) не были прива-
рены ребра жесткости. Это при-
вело к потере устойчивости тон-
кой стенки в месте перелома ригеля и обрушению рам сооружения.
В Московской области при строительстве двухъярусной стоянки авто-
мобилей не была обеспечена общая устойчивость здания.
Здание двухэтажное не отапливаемое имело в плане размеры 18x42 м,
нзготоалено из стальных конструкций и непосредственно примыкало к су-
ществующей стене здания. Колонны приняты коробчатого сечения сварен-
ными из двух швеллеров №27 и №30 с шагом 6 м. Главные балки перекры-
тия из прокатных двутавровых балок 40Б2 шарнирно опирались на столики
из уголков 120x12 мм. Опирание крайнего пролета балок выполнено с за-
делкой их в кирпичную стену существующего здания. По балочной клетке
перекрытия был уложен стальной профнастил и устроена монолитная желе-
зобетонная плита толщиной \2 см. Покрытие в виде односкатной стальной
фермы из уголков, прогонов и стального профнастила.
Все узлы соединений конструкций между собой и с фундаментами по
своей конструкции были шарнирными (рис. 3.30). Здание не имело верти-
кальных связей по колоннам в поперечном напраалении.
При действии ветровой нагрузки, а также различных случайных воз-
действий из-за отсутствия достаточной жесткости в поперечном направле-
нии здание легко могло потерять общую устойчивость и сложиться в попе-
речном напраалении- Помимо указанных дефектов были выявлены другие
серьезные ошибки, допущенные проектировщиком: недостаточная несущая
способность сварных швов и неудачная конструкция узла опирания ригеля
62
перекрытия на колонну, отсутствие вертикальных и горизонтальных связей
по фермам, отсутствие опорных ребер в ригелях перекрытий.
Рис. 3.30. Двухэтажная автостоянка:
а - расчетная схема; б, в - принятые узлы конструкции;
1 - стальные колонны; 2 - односкатная стальная ферма; 3 - балки перекрытий:
4 - кирпичная стена существующего здания
Узсд£
Только благодаря своевременно принятым мерам удалось избежать
аварии здания.
В Англии в 1965 г. произошло разрушение трех крупных градирен
электростанции Феррнбрвдж во время шторма из-за неправильного опреде-
ления ветровой нагрузки и малой жесткости оболочек градирен (рис. 3.31).
Железобетонные оболочки градирен достигали высоты 114,3 м при диамет-
ре у основания 88,5 м и толщине стенок 12,7 см.
63
Рис. 3.31. Разрушение 3-х градирен на электростанции Феррибрилж
от штормового ветра
В Москве в 2004 г. произошло разрушение навеса над стоянкой авто-
мобилей (рис. 3.32). Навес был спроектирован и изготоален из стальных
конструкций австрийской строительной фирмой, имеющей опыт строитель-
ства аналогичных навесов в других странах мира. Разрушение произошло
от неравномерной снеговой нагрузки в виде снеговых мешков, на которую
конструкции навеса не были рассчитаны прн проектировании.
Рис. 3.32. Разрушение навеса над автостоянкой в Москве
64
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ СООРУЖЕНИЙ
При эксплуатации и проектировании сооружений бывает необходимым
определить поведение конструкций сооружения со временем [27].
Техническое освидетельствование сооружении позволяет установить
их прочностные и деформатнвные свойства на момент обследования Од-
нако для заключения о дальнейшей эксплуатации, установления срока
службы н ремонта сооружения необходимо знать изменение этих свойств
со временем с учетом накопления в них повреждений от ползучести, кор-
розии и пр.
На рнс. 4.1 а показана характерная деформация сооружения во време-
ни, на которой можно выделить три стадии работы:
1 стадия - стадия загружения сооружения продолжительностью обыч-
но до 1 года, при которой происходит в основном приработка и упругая
работа конструкций;
2 стадия — стадия эксплуатации продолжительностью несколько деся-
тилетий, прн которой происходит процесс накопления повреждений и не-
упругих деформаций во времени. Работа конструкций происходит от экс-
плуатационных нагрузок в основном в упругой стадии;
3 стадия - стадия аварийного разрушения, обычно наблюдаемая в
течение нескодьких дней, сопровождаемая лавинообразным ростом де-
формаций.
Учитывая чалые сроки работы сооружения в стадиях 1 и 3, для оценки
изменения прошостных и деформатнвных свойств со временем принята
расчетная диаграмма, основанная на работе сооружения в стадии эксплуа-
тации (рнс 4.1 ().
Для составления кинетического уравнения деформирования во време-
ни примем расчетную модель сооружения (рнс. 4.1 в) в виде цилиндра,
наполненного сесжнмаемой жидкостью, которая может вытекать через
зазор между поэшнем н стенкой цилиндра.
Со временен поперечное сечение поршня за счет износа уменьшается,
тем самым уаежчивая скорость истечения жидкости.
Пусть к рассматриваемой системе приложена нагрузка N, под действи-
ем которой по-шень массой m перемешается. Из равновесия сил в запан-
ный момент времени получим уравнение деформирования:
N + mu**-R, (41}
где
u" = d2u/dt - уаорение движения,
и — перемещена.
t - время в годл.
R - опорная ракция.
3 Диагностика
65
Рис. 4.1. Расчетная модель райты конструкции во времени:
в - диаграмма"деформирования; б - расстная диаграмма; в - расчетная модель
работы сооружения во времени; 1.2.3 стадии деформирования; 4-nopiucHB
с износом; U - дефрмация; t - время
Примем, что сжатая давлением оюрной реакции R жидкость вытекает
через зазор между стенкой н поршнек со скоростью истечения u’ - du/dt,
прямо пропорционально силе сжатия:
R = ф) и ,
где T] - коэффициент вязкости жидкосп.
16
Примем, что прочность и деформативность сооружения (площадь
поршня) вследствие износа изменяется по экспоненциальному закону
Указанным законом хорошо описываются химические реакцнн, свя-
занные со старением материалов, коррозией, накоплением повреждений
Тогда для заданного момента времени R - т] е** и , а выражение (4.1)
примет вид:
N + mu' ‘ = т] е,л и', (4 2)
где X - постоянная износа.
В реальных конструкциях н сооружениях скорость перемещения прн
постепенном накоплении повреждений представляет собой величину очень
малую, поэтому силами инерции от массы можно пренебречь, принимая
mu” - 0.
Тогда выражение (4.2) примет вид:
N = Г] eJt du/dt (4 3)
Откуда N dt/т) е‘,л = du.
Произведем преобразование н интегрирование выражения
J NeJ,dl/i)=j du.
После интегрирования левой и правой части выражения получим:
u = N е*7 т]Х + С. (4.4)
Из граничных условий для времени t - 0, прн котором и = 0, определя-
ем постоянную интегрирования:
O + N/тД + С; C = -N/r]X
Подставляя С в (4.4) и заменяя N/rj = 0, где 0 — коэффициент дефор.матив-
ности, получим основное кинетическое уравнение:
u^p(eu-l)/X. (4.5)
Преобразовывая (4.5) и логарифмируя, получим:
uX/p +i - еХ|; 1п(иХ/р + 1) = Xt; t - 1п(иХ/0 + I)/ X. (4.6)
67
;лая на основе экспериментальных данных относительную деформа-
цию конструкций u = иа при разрушающей нагрузке из (4.5), можно полу-
чить коэффициент деформативности конструкции:
р = ХиДс>,-1), (4.7)
где т, - срок эксплуатации конструкции до разрушения.
Перейдем теперь к оценке прочности н деформативности эксплуати-
руемых конструкций. Для экспоненциального закона изменения норматив-
ной прочности конструкции Уо прочность конструкций в заданный момент
времени будет:
у = Уо.ед'. (4.8)
В относительных величинах
>"Л = е1'. (4.9)
где величина у характеризует относительную надежность конструкции по
отношению к нормативной надежности.
Прологарифмировав (4.9). получим
X = lny/t, (4.10)
или
t = -lny/X (4.11)
Оценивая по результатам натурных обследований изменение прочно-
стных свойств конструкций за определенный промежуток времени по фор-
муле (4.10), можно получить постоянную износа.
Для практических расчетов в настоящее время единственной норми-
руемой характеристикой надежности конструкций при оценке прочности
является применяемые в строительных нормах (СНиП) коэффициенты на-
дежности но материалам ут, нагрузкам уг и назначению уе, которые могут
быть приведены к полному коэффициенту надежности (запаса) конструк-
ции у.
Так, для сравнительных расчетов указанные коэффициенты по отно-
шению к математическим ожиданиям соответствующих величин в среднем
могут быть приняты: уг = 1,2, у„ =• 1, ус =1, ут = уУ(1-1,64Су)~1,1/(1-
-1,64.0.07)-1.24 - для стальных и железобетонных конструкций, разру-
шающихся по арматуре; ym = yb / (l-1.64Cv)-l,3/(l-l,64.0.135)-l,67 - для
железобетонных конструкций, разрушающихся по бетону, где у, и уь - ко-
эффициенты надежности по арматуре и бетону, Cv - коэффициенты измен-
68
чивостн, принимаемые равным Cv 0,07 для стали, Cv 0,135 для бетона.
1,64- числа вероятности, соответствующие обеспеченности 0,95
Для нагрузок математическое ожидание с некоторым запасом прини-
мается равным величине нормативной нагрузки.
Полные коэффициенты нормативной надежности будут для сталь-
ных и железобетонных конструкций, разрушающихся по арматуре {о-
= 1.2.1.1,24.1 - 1.5; для железобетонных конструкций, разрушающихся по
бетону у0=1,2.1.1,67-12 и в среднем составят у„ (1,5-*-2)/2~ 1,75
В момент разрушения полный коэффициент надежности уо = 1. что от-
вечает относительной надежности
у»-у/уо= 1/1,75 = 0,6. (4.12)
Подставляя значение _ 0,6 в выражение (4.11), получим время до раз-
рушения сооружения:
ta = 0,5/2. (4 13)
Полученные выше зависимости позволяют количественно оценивать
эксплуатационную пригодность конструкций во времени, что способствует
повышению нх надежности.
Пример. Требуется определить срок эксплуатации до наступления ава-
рийного состояния н деформации конструкции эствкады технологических
трубопроводов на основании данных натурного обследования.
На основании обследования было выяалеио снижение проектной не-
сущей способности строительных конструкций эстакады вследствие разру-
шения колонн от коррозии бетона
Для железобетонных колони обследованной эстакады после 10 пет
эксплуатации несущая способность составила в момент обследования
0.85 величины проектной несущей способности.
Предельная относительная деформация бетона колонн, работающих на
сжатие, при разрушении составляет в среднем по справочным данным
Umax 0,002, расчетное сопротивление бетона на сжатие =7,5 МПа, на-
чальный модуль упругости бетона Еь = 21. Ю3 МПа
Относительная деформация бетона колонн при расчетных нагрузках и -
-Rb/Eb-7,5/21.103 - 0,0003.
Предельная относительная деформация при аварии
U, = - Uc - 0.002 - 0.0003 = 0,0017.
Относительная надежность конструкций у= О,85ус/уо = 0.85.
Постоянная износа
А. = -Щу/t = - 1пО,85/1О 0,016.
69
Срок службы до аварийного состояния конструкций сооружения с на-
чала эксплуатации
t0 = 0,5/Х = 0,5/0,016 - 31 пет.
Коэффициент деформативносги
р = X иЛ е* - 1) = 0,016.0,0017/ (е0016 31 -1) “ 4,25.1 О’5.
Относительная продольная деформация колонн через t = 10 лет экс-
плуатации (момент обследования)
и + и, = р ( е1’ - I)/ X - 4,25. 10‘! (ем,‘ “ - IУ0,016 * 3.1ГГ = 0,0008.
Пример. Для стального пролетного строения эстакады под технологи-
ческие Трубопроводы химического комбината, расположенного в зоне с
агрессивной средой, после 6 лет эксплуатации несущая способность конст-
рукций составила 0,85 нормативной надежности. Требуется определить
время до наступления аварийного состояния.
Для данной эстакады по формуле (4.12) имеем
у-О,85усу'уо = 0,85.
Постоянная износа
X --lny/t ~ - 1п0,85/6 0,027.
Срок службы до наступления аварийного состояния определяем по
формуле (4.13):
ta = 0,5/Х = 0,5/0,027 18 лет.
Срок наступления аварийного состояния с учетом эксплуатации до об-
следования составит 18 - 6 _12 лет.
5. АНАЛИЗ ПОВРЕЖДЕНИЙ
Конечной целью диагностики повреждений является установление на-
дежности сооружения и возможности его эксплуатации.
Для этого необходимо проанализировать выявленные повреждения
конструкций сооружения по следующим параметрам:
- опасность разрушения конструкции, а также возможность при раз-
рушении одной конструкции разрушения при этом других конструкций и
сооружения в целом, образуя тем самым прогрессирующее разрушение;
- нарастание величины повреждений конструкций со временем;
70
— влияние повреждений конструкции иа долговечность сооружения, а
также возможность и целесообразность ремонта поврежденных конструкций,
- уровень ответственности сооружения;
— сопоставление опенки технического состояния конструкций соору-
жения на основе его повреждений с данными других оценок, проверочных
расчетов конструкций, экспериментальными исследованиями, литератур-
ными данными.
Влияние опасности разрушения на другие конструкции и сооружение в
целом может быть оценено на основе знания конструктивной схемы соору-
жения н расчета его конструкций. Особое внимание должно уделяться обес-
печению общей устойчивости сооружения.
Довольно часто разрушения одних конструкций приводят к обруше-
нию других конструкций и сооружения в целом. Приближенно влияние
разрушения одних конструкций на другие может быть оценено коэффици-
ентом их значимости.
Коэффициенты значимости конструкций устанавливаются на основа-
нии экспертных оценок, учитывающих социально-экономические послед-
ствия разрушения отдельных видов конструкций, влияния возможного раз-
рушения отдельных видов конструкций на обрушение других конструкций,
характера разрушения (разрушение с предварительным оповещением по-
средством развития пластических деформаций илн мгновенное хрупкое
разрушение).
Например, разрушение сборной плиты перекрытия первого этажа .мно-
гоэтажного здания мало влияет на устойчивость других конструкций, в то
время как обрушение ригеля этого перекрытия вызовет обрушение уже не-
скольких плит. Обрушение же колонны первого этажа приведет к обруше-
нию части перекрытий всех этажей.
Общая оценка поврежденное™ сооружения может быть оценена по
формуле;
е = (сцс,+ a2s2 ++ аиеи) / (а! + а2 +...+ аи),
где с - поврежденное™ сооружения; еье2, средняя величина повреж-
дений отдельных видов конструкций; си + <х2 +...+ аи - коэффициенты зна-
чимости отдельных видов конструкций.
Отдельные виды повреждений конструкций не представляют опасно-
сти для прочности и устойчивости сооружения, но они снижают долговеч-
ность сооружения. Например, протечки кровли вызывают загнивание дере-
вянных перекрытий, разрушение антикоррозионного покрытия приводит к
коррозии стальных несущих конструкций, что в дальнейшем сделает их
непригодным для эксплуатации
Помимо величины повреждения конструкций необходимо знать также
количество поврежденных конструкций по отношению к общему их коли-
честву, включая узлы их соединений. Считается, что при количестве по-
врежденных конструкций, имеющих критические дефекты бопее 60% к их
71
общему количеству, ремонт сооружения нецелесообразен и оно подлежит
сносу. При числе поврежденных конструкций менее 60% восстановление
конструкций производится без демонтажа оставшихся конструкций.
При решении вопроса о возможности эксплуатации сооружения при
наличии тех млн иных повреждений должен учитываться уровень ответст-
венности сооружения. Сооружения, в которых нахождение людей бывает
только эпизодически (небольшие склады, сараи, ограды) или сооружения,
обрушения которых не может вызвать человеческих жертв или больших
материальных потерь (теплицы, парники, летние павильоны и другие лег-
кие постройки), могут быть допущены К эксплуатации с большими повреж-
дениями, чем сооружения, где постоянно находятся люди. Сооружения с
повышенным уровнем ответственности: крупные резервуары для нефте-
продуктов, уникальные здания, сооружения с большим скоплением людей
должны допускаться к эксплуатации только с устраненными всеми повреж-
дениями несуших конструкций.
Оценку технического состояния сооружения на основании имеющихся
в нем тех илн иных повреждений целесообразно сопоставить с данными
проверочных расчетов конструкций.
При этом могут иметь место следующие случаи:
1) обследование конструкций выявляет признаки, что конструкция
находится в аварийном состоянии, и то же подтверждают проверочные
расчеты;
2) обследования выявляет признаки аварийного состояния конструк-
ций, но проверочные расчеты этого ие подтверждают;
3) результаты проверочных расчетов говорят о наличии аварийного со-
стояния, а по результатам обследования признаков такого состояния нет.
В первом и во втором случаях следует считать, что имеет место ава-
рийное состояние конструкции. При этом во втором случае следует проана-
лизировать проверочные расчеты. Возможно в конструкции имеются скры-
тые внутренние дефекты, нс учтенные при расчетах, ияи при расчете не-
правильно принята расчетная схема.
В третьем случае необходимо дополнительно тщательно обследовать
конструкцию, уточнив действительную расчетную схему н действующую
нормативную нагрузку (нагрузку нормальной эксплуатации), сопоставив ее
с проектной величиной, и постараться выявить в конструкции имеющие
дополнительные внутренние резервы, обосновывающие повышенную не-
сущую способность конструкции за счет ее пространственной работы, пе-
рераспределения усилий вследствие пластических деформаций, работы
конструктивной арматуры в железобетонных элементах и т.п.
При анализе повреждений сооружения необходимо установить: макси-
мальные повреждения отдельных видов конструкций и опасность прогрес-
сирующего разрушения сооружения, количество поврежденных конструк-
ций по отношению к общему их количеству, влияние повреждений на дол-
говечность сооружения, вид н целесообразность ремонта поврежденных
конструкций, возможность эксплуатации сооружения.
72
6. ПОВРЕЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ
6.1. Жилые и общественные знания
Деревянные дома применяются в малоэтажном строительстве
Стены домов выполняются из бревен, бруса и каркасно-щитовые Пе-
рекрытия деревянные с пролетами 4-6 м.
Основными дефектами деревянных домов являются гиненне и пораже-
ние древесины жукамн-точилыцнками. В наиболее неблагоприятных усло-
виях находятся нижнне венцы бревенчатых домов, которые больше осталь-
ных подвержены гниению. Помимо указанных выше дефектов в шитовых
домах имеет место продуваемость стен в швах между щитами, осадка н уп-
лотнение утеплителя в шитах.
Кирпичные здания применяются в многоэтажном и малоэтажном
строительстве жилых и общественных зданий.
Стены выполняются из глиняного или силикатного кирпича на известковом
(в зданиях старой постройки), смешанном н цементом растворах Толщина стен
в современных зданиях 51 или 64 см, в зданиях старой постройки 70-100 см
Пространственная жесткость зданий обеспечивается частым располо-
жением поперечных стен и использованием в кладке стальных связей, вос-
принимающих растягивающие напряжения прн неравномерной осадке.
В общественных н жилых зданиях применяются также здания смешан-
ной конструктивной схемы с несущими стенами и неполным железобетон-
ным каркасом.
Перемычки в кирпичных стенах бывают арочные, рядовые армирован-
ные, железобетонные монолитные или сборные и из стальных профилей.
Основными повреждениями кирпичных стен являются (рис. 6.1, 6.2):
трещины в наружных стенах и перегородках (особенно часто в перего-
родках первого этажа, возведенных на насыпных грунтах) от неравномер-
ных осадок фундаментов;
отслоение облицовки стен (плитки, камня или кирпича);
усадочные трещины при использовании в кладке кирпича с разными
физическими свойствами, например красный и силикатный кирпич;
трещины в местах примыкания внутренних стен к наружным при раз-
ной их загруженности, характерные для верхних этажей зданий;
недостаточная несущая способность простенков и колонн.
Повреждения, возникающие от неправильной эксплуатации: расслое-
ние кладки в отдельных местах; выветривание кладки вследствие периоди-
ческого замораживания и оттаивания в местах увлажнения.
Перекрытия в кирпичных зданиях встречаются следующих типов: де-
ревянные по дереаянным балкам, деревянные по стальным балкам, моно-
литные ребристые железобетонные, сборные железобетонные из пустотных
плит. В домах старой постройки в одном здании часто можно обнаружюъ
разные типы перекрытий, например над подвалом массивные кирпичные
73
своды или сводики по стальным балкам, междуэтажные перекрытия дере-
вянные (деревянные второстепенные балки, накат из досок или пластин) по
стальным главным балкам, чердачные перекрытия деревянные по дереаян-
ным балкам.
Рис- 6.1. Характерные повреждения конструкций
жилых и общественных зданий:
1 - расслоение кладки цоколя; 2 - повреждение опор деревянных балок;
3 - расслоение кладки карниза; 4 - протечки н разрушение кровли; 5 - коррозия или
образование трешин в железобетонных балках перекрытия; 6 - трешины в кладке в
месте опор ригелей; 7 - коррозия и трешины в железобетонных плитах перекрытия
над подвалом; 8 - гнияь маурлата и стропил; 9- трещины в перегородках и попе-
речных стенах; 10 - трещины и протечки в стене подвала
Каркасные, крупноблочные и панельные здания различаются по плани-
ровочной и конструктивной схеме Распространение получили следующие
конструктивные схемы:
бескаркасное здание с тремя продольными панельными несущими стенами;
бескаркасное здание с поперечными несущими панельными стенами и са-
монесущими панелями наружных стен;
здание с внутренним каркасом и самонесущими панелями наружных стен;
полностью каркасное здание с самонесущими или навесными панель-
ными стенами.
74
В домах с продольными несущими стенами панели перекрытий опи-
раются на наружные и внутренние продольные стены Поперечная жест-
кость здания обеспечивается за счет лестничных клеток и межквартирных
поперечных стен. Перекрытия принимаются в виде пустотных железобе-
тонных плит толщиной 22 см. Наружные стены изготовляются нз керамзн-
тобетонных панелей толщиной 40 см (для Москвы).
Рис. 6.2. Трещины в наружных стенах многоэтажных зданий:
а от температурно-влажностных воздействий; б. в - от неравномерных осадок
фундаментов; I - трещина от температурных воздействий; 2 - линия осадок фунда-
ментов; 3 - разрушения от увлажнения; 4 - трещина от осадок фундаментов;
5 - тоже от перегрузок простенка; 6 - тоже от температурных деформаций
перемычки
Здания с поперечными несущими стенами панели перекрытия сплош-
ные толщиной 10-14 см размером «на комнату» опираются на поперечные
и внутреннюю продольную стены. Поперечные стены представляют собой
железобетонные панели толщиной 12-16 см. Наружные продольные стены
75
размером «на комнату» выполняются трехслойными или из легкого бетона.
Фасадная часть панелей облицовывается керамическои плиткой или други-
ми материалами. Конструктивная схема с поперечными несущими стенами
обеспечивает высокую жесткость и устойчивость здания и получила наи-
большее распространение
В основу зданий с внутренним каркасом положена конструктивная
схема с неполным каркасом: внутренние железобетонные колонны, на ко-
торые в поперечном направлении укладываются железобетонные ригели
прямоугольного сечения, опирающиеся вторым концом на несущие панель-
ные стены. Панели перекрытий в виде железобетониых плоских плит тол-
щиной 10-14 см или многопустотных п шт опираются на поперечные бал-
ки Панели несущих стен двухслойные или однослойные из легкого бетона
толщиной 30-40 см или in кирпичной кладки. Пространственная жесткость
обеспечивается за счет связей.
Здания с полным железобетонным каркасом и самонесущими стенами
обычно применяются для общественных зданий или для жилых домов
большой высоты. Они возводятся из сборного или монолитного железобе-
тона. Перекрытия из сборных плит или безбалочные из .монолитного желе-
зобетона толщиной 20-22 см. Наружные стены самонесущие из кирпича,
легкобетонных блоков с опиранием на плиту перекрытия или панельные.
Пространственная жесткость обеспечивается за счет саязевых диафрагм
или ядер жесткости в виде монолитных лифтовых шахт или стен лестнич-
ных клеток.
Важнейшим требованием к зданиям каркасной схемы является обеспече-
ние их надежного сопротивления горизонтальным нагрузкам и воздействиям
Основными дефектами зданий указанных выше конструкций явля-
ются:
отсыревание и промерзание наружных стен, вызванные протечками и
продуванием швов, повышенной плотностью материала наружных стен или
недостаточной толщиной стен, прониканием капиллярной влаги и т. д.;
протечки крыш из-за плохой кровли;
трешины в стенах, вызванные неравномерными осадками фундамен-
тов, температурными воздействиями или дефектами при изготовлении;
сверхнормативные прогибы отдельных конструкций, вызванные сме-
щением рабочей арматуры при изготовлении;
протечки стен подвалов из-за повреждения гидроизоляции;
разрушение фактуры стен от увлажнения.
Рассмотрим имевшие место повреждения и аварии жилых и общест-
венных зданий.
При эксплуатации кирпичного девятиэтажка? жилого дома в Москве
произошло повреждение его стек с частичным обрушением простенков и
перекрытий Основной причиной обрушения была неравномерная осадка
фундаментов с образованием и раскрытием трещин в стенах достигавших
76
нескольких сантиметров (рис 6.3). Неравномерная осадка произошла из-за
протечек санитарно-технических систем в подвале здания. Вода от протечек
поступала под фундамент и насыщала слабые суглинистые грунты Несмотря
на предпринятые попытки спасти здание от обрушения, здание было призна-
но аварийным и снесено.
По аналогичным причинам от неравномерных осадок основания про-
изошло разрушение кирпичного здания, представленного на рис 6 4
Рис. 6.3. Разрушение жилого дома от неравномерных осадок фундаментов
При реконструкции двухэтажного жилого дома в Ленинградской об-
ласти вместо полупроходного подполья решили сделать эксплуатируемый
подвал. В домах старой постройки нижняя часть фундамента часто выпол-
нялась из камней в распор со стенками траншеи без применения связующе-
го раствора. Углублять пол в уровень с подошвой фундамента недопусти-
мо. При обнажении в ходе реконструкции фундамента на большую высоту
камни округлой формы начали выпадать из кладки фундамента Стены,
опирающиеся на этот фундамент, получили большие деформации, пере-
крытия просели, перегородки упали. Участки стен начали обрушатъея, и
здание пришлось разобрать полностью. В данном случае первый же выва-
лившийся из фундамента камень был достоверным признаком аварийного
состояния фундамента.
Если конструкция фундамента позволяет углублять пол подвала, то
глубина подвала должна быть такова, чтобы подошва фундамента оыяа
ниже пола подвала не менее чем 0.5 м.
В школе-гимназии в г Домодедово Московской области произошло по-
вреждение стен здания спортивного зала, непосредственно примыкающего
к самой школе Здание спортивного зала двухэтажное с цокольным этажом,
прямоугольное в плане размером 12x38,7 м. Высота здания от земли 9,3 м.
Высота цокольного этажа 3 м, пол цокольного этажа заглублен относитель-
но земли на 0,7 м, высота спортивного зала 6 м.
Рис. 6.4. Разрушение кирпичного здания от неравномерной осадки основания
фундаментов
Здание зала имеет жесткую конструктивную схему. Фундаменты под сте-
ны ленточные из сборных блоков и железобетонных плит шириной 50-120 см.
Наружные стены несущие толщиной 51 см в продольном направлении с пиля-
страми сечением 39x51 см выполнены из обыкновенного глиняного кирпича с
облицовкой снаружи силикатным кирпичом. Внутренние стены несущие из
глиняного кирпича толщиной 38 см. Марка кирпича 100, марка раствора 75.
Стены цокольного этажа выполнены из бетонных блоков. Перемычки над про-
емами сборные железобетонные. Перекрытия из сборных железобетонных пус-
тотных плит шириной 1—1,5 м пролетом 3-63 м. Покрытие спортивного зала
из сборных пустотных плит шириной 1-1,5 м по стальным балкам из широко-
полочного двутавра №70 пролетом 12 .м с шагом 6,3 м. Плиты покрытия и пе-
рекрытий опираются на продольные и поперечные стены. Крыша совмещенная
с покрытием из рулонных материалов на битумной мастике с неорганизован-
ным сбросом воды. Грунтовое основание фундаментов в виде суглинков полу-
твердых сильнопучинистых.
78
В ходе обследования были выявлены следующие дефекты:
заниженная глубина заложения подошв фундаментов от уровня земли,
составляющая 0,75-1.17 м вместо 1,4 м, требуемых по нормам, отсутствие
вертикальной и горизонтальной гидроизоляции заглубленных стен цоколь-
ного этажа, отсутствие деформационного шва в месте примыкания стен
здания зала к основному зданию школы, наличие сквозных трещин в на-
ружных и внутренних стенах с шириной раскрытия 0,5-15 мм, трешины в
железобетонных перемычках 0,5 мм и повышенные их прогибы, трешины
до 1 мм в стыках боковых гранях смежных плит и в местах их примыкания
кетенам.
В целом, учитывая повышенный уровень ответственности, состояние
здания признано неудовлетворительным из-за образовавшихся сквозных
трещин в стенах. Трещины в стенах снижают прочность и жесткость зда-
ния, интенсифицируют разрушение стен и могут привести к аварийному
состоянию здания в целом.
Перечисленные выше деформации вызваны выполнением конструкций
здания с отступлением от строительных норм и правил в части глубины
заложения фундаментов под наружными стенами при пучинистых грунтах,
неравномерной жесткостью здания в целом по длине, отсутствием дефор-
мационною шва
Для противодействия дальнейшему развитию деформаций в стенах зда-
ния было рекомендовано усилить их стальными тяжами диаметром 30 мм в
уровне покрытия и перекрытия цокольного этажа, трещины в перемычках
заинъектировать цементным раствором. Для предотвращения увлажнения
стен в уровне земли и ниже рекомендовано было выполнить обмазочную
гидроизоляцию на глубину 70 с.м. что защитит зону наиболее активного
увлажнения от грунтовой сырости, а также выполнить отмостки с уклоном
3-5%, плотно прилегающие к стенам и заведенные пол отделочный слой
цоколя.
В г Подольске Московской области произошел пожар в здании учеб-
но спортивного центра олимпийской подготовки.
Здание двухэтажное прямоугольное в плане размером 36x60 м. На пер-
вом этаже находилось два больших плавательных бассейна и бытовые по-
мещения, включая сауну. Второй этаж над бытовыми помещениями зани-
мал спортивный зал.
Конструктивная схема здания была связсвая. Стены кирпичные несу-
щие толщиной 51 см. Колонны железобетонные с шагом 6 м. Междуэтаж-
ные перекрытия над бытовыми помещениями железобетонные. Покрытие
из стальных ферм пролетом 18 м с шагом 6 м со сборными железобетонны-
ми ребристыми плитами покрытия размером 1,5x6 м. К нижним поясам
ферм покрытия был прикреплен подвесной потолок над помещениями бас-
сейнов из стальных балок из даух уголков 63x6 с шагом 1,5 м.
79
Пожар качался в сауне и продолжался несколько часов. Помещение
сауны было отделано деревом и продукты горения по лестничной клетке
устремились вверх к покрытию над бассейнами площадью 18x60 м.
В результате воздействия пожара в конструкциях покрытия возникли
следующие повреждения:
остаточные прогибы элементов связен и распорок из своей плоскости до
16 см; вертикальные прогибы стальных балок подвесного потолка до 5 см;
вертикальные прогибы стальных ферм покрытия до 65 мм и отклонение
верха фермы от вертикали до 7 см; в железобетонных плитах покрытия:
трешины в ребрах с раскрытием до I мм, сквозные трещины с раскрытием
до 2 мм и оголение арматуры в полках плит, прогибы ребер плит до 2 см,
подвижка плит перпендикулярно продольным осям ферм, в результате чего
опирание некоторых плит составляло всего 2 см, разрушение кирпичной
наружной стены в угловой зоне от линейных температурных удлинений
балок подвесного потолка н распорок связей. Все конструкции покрытия
были покрыты слоем сажи.
Состояние конструкций покрытия признано аварийным и требовало
капитального ремонта.
Иногда причиной повреждения зданий бывает неправильное изготов-
ление конструкций крыши при строительстве иди последующих ремонтах.
В здании общежития по улице Верхние Поля в Москее в наружных сте-
нах имелись вертикальные трешины с шириной раскрытия до 20 мм с ша-
гом около 3 м. Трешины имели максимальное раскрытие в уровне карниза и
сходили на нет к первому этажу.
Здание было двухэтажным с цокольным этажом размером в плане
12,9x36 м. Наружные стены кирпичные из силикатного кирпича толщиной
63 см. Внутренние поперечные и продольные стены несущие из бетонных
блоков толшиной без штукатурки 20 см. Шаг поперечных стен 3,2 м. Пере-
крытия над цоколрльным этажом из мелких железобетонных плит пролетом
3 м, перекрытия иад I-м этажом и чердачное деревянное. Фундаменты под
всеми стенами ленточные из бетонных блоков. Несущим основанием фун-
даментов были пески среднезернистые. Неравномерных осадок фундамен-
тов выявлено не было. Кровля из волнистых асбестоцементных листов по
деревянной обрешетке.
При обследовании конструкций покрытия (крыши) здания были выяв-
лены следующие основные дефекты (рис. 6.5): стропилы в коньке были со-
стыкованы при помощи лобового упора на гвоздях, а не в полдсрева на бол-
ту, нижним своим концом стропилы с помощью зуба упирались в маурлат и
не имели горизонтального ригеля, воспринимающего распор. Соединения
элементов подстропильных конструкций и опирание стропил выполнено
без врубок на односторонних скобах, между двумя продольными рядами
подстропильных конструкций отсутствовали поперечные связи.
80
Рис, 6.5. Конструкция покрытия здания общежития в Москве:
а - существующая конструкция покрытия; б - неправильно принятое опнранне
стропил; в - правильное опирание стропил; г - неправильно принятый стык стро-
пил; л - правильный; 1 -- стропила из бревен диаметром 16 см; 2 - мауэрлат
из бруса 20x20 см; 3 - подстропильные конструкции из бревен диаметром 16 с.м;
4 - кирпичная стена здания; 5 - отсутствующие элементы связей в подстропильных
конструкциях
В результате ошибок, допущенных при изготовлении конструкций
крыши, в стропилах от нагрузки покрытия возник распор, который пере-
дался на наружные стены, нерассчитанныс на восприятие распора. Это при-
вело к массовому образованию трешин в стенах здания.
Для дальнейшей эксплуатации здания рекомендовано было выполнить
усиление стропил и подстропильных конструкций, в наружных стенвх в
уровнях перекрытия 2-го этажа и чердачного перекрытия устроить замкну-
тые напряженные пояса из крутой стали.
81
6.2. Производственные здания
Производственные здания находят применение в промышленности»
сельскохозяйственном производстве, на транспорте. По компоновке произ-
водственные здания разделяются на одноэтажные и многоэтажные. Наи-
большее распространение получили одноэтажные здания одно- и много-
пролетные. Они, как правило, имеют крановое оборудование - мостовые
или подвесные краны.
Для одноэтажных зданий получили наибольшее распространение сле-
дующие конструктивные схемы: *
здания каркасной рамной схемы из сборных железобетонных колонн,
заделанных в столбчатые фундаменты, и железобетонных пролетных строе-
ний в виде балок или ферм, шарнирно соединенных с колоннами. Стены
самонесущие кирпичные или из навесных панелей. Покрытие нз ребристых
железобетонных плит,
здания каркасной рамной схемы из монолитных железобетонных ко-
лонн. заделанных в столбчатые фундаменты, и монолитных железобетон-
ных пролетных строений в виде ломаного ригеля, арок жестко соединенных
с колоннами. Стены самонесущие кирпичные. Покрытие в виде монолит-
ной железобетонной плиты. Подкрановые балки монолитные железобетон-
ные;
здания каркасной рамной схемы из сборных железобетонных колонн,
заделанных в столбчатые фундаменты, и стальных пролетных строений в
виде балок или ферм, шарнирно или жестко соединенных с колоннами.
Стены самонесущие кирпичные или из навесных панелей. Покрытие из
сборных железобетонных ребристых плит, стального профнастила или же-
лезобетонных плит по стальным прогонам;
здания каркасной рамной схемы из стальных конструкций. Колонны,
фермы, подкрановые балки стальные. Стены самонесущие из кирпичной
кладки или из навесных железобетонных панелей Покрытие из сборных
железобетонных ребристых плит, стального профнастила или железобетон-
ных плит по стальным прогонам;
здания со смешанным каркасом. Стены несущие из кирпичной кладки.
Внутренний каркас из железобетонных, кирпичных или стальных колонн,
жестко заделанных в столбчатые фундаменты. Пролетные строения в виде
ферм, балок, арок из железобетонных, стальных или деревянных конструк-
ций. Покрытие нз сборных железобетонных ребристых плит, стального
профнастила, деревянной обрешетки по стальным прогонам и др.
Шаг колонн во всех схемах обычно составляет 6 или 12 м, пролеты по-
крытия 6-36 м. При шаге внутренних колонн 12 м иногда применяются
подстропильные конструкции в виде ферм или балок, на которые с шагом б м
опираются пролетные строения. Подкрановые балки мостовых кранов опи-
раются на консоли колони и выполняются стальными или железобетонны-
ми. Отдельные здания на покрытиях могут иметь фонари с креплением их к
пролетным строениям.
82
Для обеспечения жесткости покрытия в целом и восприятия горизон-
тальных ветровых н крановых нагрузок в зданиях имеются связи из стальных
профилей. Вертикальные связи по колоннам устанавливаются между смеж-
ными колоннами в середине температурного блока в каждом продольном
ряду колони. Горизонтальные связи по низу ригелей воспринимают ветровую
нагрузку на торец здания и объединяют пояса смежных ферм с помощью
крестовой решетки из уголков. Опорные реакции передаются с помощью
распорок из стальных профилей на все колонны температурного блока Гори-
зонтальными связями по верхнему поясу ригелей служат железобетонные
плиты покрытия, прикрепленные сваркой к ригелям. При прогонном реше-
нии покрытия по верхнему поясу также устраиваются горизонтальные связи.
Пространственная жесткость и устойчивость здания достигается защем-
лением колонн в фундаменты. В поперечном направлении пространственная
жесткость обеспечивается поперечными рамами, в продольном направлении
за счет продольных рам, образованных колоннами, жестким диском покры-
тия, подкрановыми балками и вертикальными связями по колоннам.
В многоэтажных производственных зданиях находят применение сле-
дующие конструктивные схемы:
каркасные железобетонные здания в виде рам с жесткими узлами из
сборных конструкций. Ригели рам прямоугольного или таврового сечения.
Перекрытия из сборных железобетонных ребристых плит. Пространствен-
ная жесткость зданий обеспечивается в поперечном направлении рамами с
жесткими узлами по рамной конструктивной схеме, в продольном направ-
лении работой рам с жесткими узлами по рамной или по связевой конст-
руктивной схеме;
каркасные здания нз сборных железобетонных конструкций с шарнир-
ными узлами (применяются при небольшой временной нагрузке). Ригели
таврового сечения, в которых ребристые или пустотные плиты перекрытий
опираются на полки ригелей. Пространственная жесткость обеспечивается
по связевой конструктивной схеме;
каркасное здание нз монолитных железобетонных конструкций с рам-
ной конструктивной схемой. Перекрытия ребристые из монолитного желе-
зобетона. Пространственная жесткость обеспечивается по рамной конст-
руктивной схеме;
здания со смешанным каркасом: стены кирпичные несущие, каркас из сбор-
ных или монолитных железобетонных конструкции Пространственная жест-
кость обеспечивается по жесткой или рамно-связевой конструктивной схеме;
каркасные здания с железобетонными рамами из сборных или моно-
литных конструкций с безбалочными перекрытиями. Пространственная
жесткость обеспечивается по рамной конструктивной схеме;
каркасные здания с железобетонными рамами из сборных конструкции
с ригелями в виде ферм большого пролета Узлы каркаса жесткие. Железо-
бетонные плнты перекрытий опираются на полки верхних н нижних поясов
безраскосных железобетонных ферм. Пространственная жесткость обеспе-
чивается по рамной конструктивной схеме;
83
каркасные здания со стальными рамами. Перекрытия из сборных желе-
зобетонных плит. Пространственная жесткость обеспечивается по рамной
конструктивной схеме.
Наиболее распространенная сетка колони каркаса многоэтажных зда-
ний 6x6, 9x6, 12x6 м. Стены из навесных железобетонных панелей или кир-
пичные самонесушие. Фундаменты железобетонные столбчатые с жестким
защемлением колонн.
Основными повреждениями промышленных зданий являются
(рис. 6.6, 6.7, 6.8):
Рис. 6.6. Характерные повреждения конструкции одноэтажных лромзданий:
1 - расслоение кладки цоколя; 2 - повреждение крепления стены к колонне;
3 - трещины и расслоение кладки карниза; 4 - разрушение железобетонных плит,
5 - коррозия нижнего пояса пролетного строения; 6 - трешины в опорном узле;
7 - разрушение подкрановых балок; 8 - разрушение креплений подкрановых балок к
колоннам; 9 - коррозия арматуры железобетонных колонн, механические повреж-
дения: 10 - разрушение перемычек над окнами
неравномерные осадки фундаментов, приводящие к вертикальным и
наклонным трещинам в стенах, наклонам стен, колонн, ферм, подкрановых
путей, раскрытием и сужением деформационных швов;
протечки стен подвалов из-за повреждения гидроизоляции, разрушение
фундаментов от агрессивного воздействия грунтовых вод, вымывание грун-
та из-под подошвы фундамента нз-за утечек из водоводиых сетей;
трещины в кирпичных стенах и их разрушение в местах увлажнения,
смещения, перекосы, трещины и раскрытие швов в панельных стенах, кор-
розия стальных креплений панелей;
продольные трещины в железобетонных колоннах от коррозии армату-
ры, повреждения их транспортными средствами;
84
разрушения креплений подкрановых балок к колониям, чрезмерная их
деформативность, трещины в стальных подкрановых балках;
Рис. 6.7. Характерные повреждения конструкции многоэтажных прочздаиий:
1 - расслоение кладки цоколя; 2 - трещины и расслоение кладки карниза; 3 - раз-
рушение пинт покрытия; 4 - расстройство стыков ригелей; 5 - расстройство стыков
балок перекрытий; 6 - коррозия арматуры железобетонных колонн; 7 - разрушение
плит перекрытия; 8 - разрушение перемычек над окнами
коррозия несущих стальных и железобетонных конструкций;
повреждения кровель, протечки покрытий и перекрытий
На Московском жировом комбинате в 1994 г. после 10 лет эксплуата-
ции произошло обрушение покрытия складского здания. Здание одноэтаж-
ное, квадратное в плане размерами 30x30 м. Высота до низа несущих кон-
струкций 6 м (рис. 6.9).
Покрытие выполнено по типовому проекту в виде стержневой простран-
ственной структуры с размерами в плане 27x27 м под расчетную нагрузку
300 кге/м2 и состояло из четырех колонн из стальных труб диаметром 426 .м.м.
стержневой пространственной трубчатой структуры, прогонов из стального
профилированного настила марки Н 60-845-0,8, колонн фахверка из двутав-
ров №20, ригелей фахверка из гнутых швеллеров №16.
Стены выполнены из панелей со стальной обшивкой и утеплителем из
пенополиуретана толщиной 61 мм Стены опирались на железобетонный
цоколь с креплением болтами к трем горизонтальным ригелям. Кровля
рулонная по слою утеплителя из мннераловатных плит.
85
Рис, 6.8. Трещины в стенах одноэтажных зданий:
а - в продольной несущей стене; б - в торцевой стене; в- в перегородке; 1 - трещина
от местного увлажнения грунта; 2 - разрушение кладки, трешины от увлажнения;
3 - трещина от температурных деформаций перемычки; 4 - трещина от перенапря-
жения простенка; 5 - трещина от неравномерных осадок фундаментов; 6 - трещина
от температурных деформаций при отсутствии температурных швов; 7 - линия оса-
док фундаментов
Структурная конструкция покрытия имела ортогональную сетку поя-
сов с ячейкой 3x3 м и высоту по осям поясов 2.12 м. Узлы верхнего и ниж-
него поясов соединены раскосами Все стержни структуры имели одинако-
вую длину и состояли из труб диаметром 60-114 мм нз стали 20. Для со-
единения стержней в пространственную конструкцию служил узловой эле-
мент, представляющий собой стальной многогранник из стали 45 с резьбо-
выми отверстиями Соединение многогранника со стержнями структуры
осуществляется с помощью высокопрочных болтов диаметром 16-27 мм с
закрепленными на них муфтамн. Стальные опорные колонны структуры
жестко заделаны в железобетонные столбчатые фундаменты.
Как показало обследование поврежденного здания, под действием сне-
говой нагрузки произошла сильная деформация (до 20 см) прогонов и при-
стенных колонн. В результате этого были опрокинуты и погнуты все опоры
прогонов, опрокинуты и скручены прогоны из швеллеров, оторваны проф-
настилы от прогонов. Прогиб профнастилов в вертикальном направлении
составил 8 см (1/40 пролета), часть листов настила соскочила с прогонов.
Верхняя часть пристенных колонн и стен имела пластические деформации
до 20 см со сдвигом в одном направлении.
86
Рис. 6.9. Здание склада Мосжиркомбнната из структурных конструкций:
1 - опоры прогонов из уголка 63x5 с фасонкой толщиной 5 мм; 2 - структурная кон-
струкция плиты покрытия из стальных труб; 3 - колонны из труб диаметром 426 мм.
4 - пристенные колонны фахверка из двутавра Х°20 с шагом 6 м
Указанные деформации привели к тому, что настил лег на трубчатъ е эле-
менты верхнего пояса структуры, вызывая в них местный изгиб, на которые они
не были рассчитаны (проверочные расчеты выявили в этом случае перенапряже-
ния отдельных стержней в три раза). При действии полной снеговой нагрузки
указанные выше повреждения могли привести к обрушению всего здания
Анализ характера повреждений позволил установить механизм дефор-
мирования покрытия. Зима 1993-94 года выдалась снежная, что вызвало
большое скопление снега на покрытии здания. Весной 1994 г. решили для
уменьшения снеговых нагрузок удалить часть снега с покрытия. Эго привело
к односторонней нагрузке на структуру, что повлекло к ее искривлению и
наклону опор прогонов. В результате наклона опор прогонов от вертикальной
составляющей нагрузки возникла значительная горизонтальная сила, которая
вызвала опрокидывание опор под прогонами, отрыв прогонов от профиасти-
ла, сдвиг профнастилов в сторону ворот здания. При этом покрытие тегто иа
верхние пояса структуры. Сдвигающая сила от всего покрытия вызвала изгиб
пристенных колонн в сторону ворот здания и наклон стен в этом же направ-
лении. Образование указанных повреждений конструкций здания оыло вы-
звано недостатками проектных решений и монтажа покрытия здания.
К недостаткам проектного решения следует отнести нехдачную конст-
рукцию опор под прогоны, представляющую из себя шарнирную onopv,
которая неспособна воспринимать горизонтальные нагрузки. При возник-
новении горизонтальных нагрузок, что имело место при частичной разгруз-
ке покрытия от снега, произошел изгиб опорной части (пластинка сечением
30x5 мм) опор и их опрокидывание. К недостаткам проекта относится так-
же недоучет в проекте возможной односторонней нагрузки на покрытие
87
К недостаткам монтажа при строительстве следует отнести неправиль-
ную установку опор под прогоны иа .многогранниках структуры в одном
направлении.
В г Клил опеке Московской области в 2000 г. произошло обрушение покры-
тия здания кузнечно-прессового цеха (рис. 6.10). Здание прямоугольное в плане
имело размеры по наружному обмеру 83x71 м. Здание построено в 1951 году
(срок эксплуатации 49 лет) в последние несколько лет не эксплуатировалось.
Рис. 6.10. Обрушение покрытия и стены промышленного здания в результате
недостаточной прочности кладки пилястры
88
Конструктивная схема рамиая. пятилролстяая (пролети 18,12,12,12,12 м)
Высота цеха в месте обрушения 7 м. Покрытие здания решено в виде стальных
ферм пролетом 12 м. По стальным фермам уложены стальные прогоны ю
швеллеров, а по ним мелкоразмерные железобетонные плиты Опирание ферм
с одной стороны производится на железобетонные колонны сечением 35x50 см
с шагом 6 м, а с другой стороны на кирпичные стены Кровля из рулонных .ма-
териалов.
В ходе обследования покрытия было установлено следующее. Покры-
тие по стальным прогонам выполнено из сборных железобетонных плит
размером 0,4x2 м. Плиты свободно без приварки опираются на стальные
прогоны из швеллеров, которые, в свою очередь, опираются иа однопро-
летные стальные фермы, расположенные с одной стороны на пилястрах
кирпичных стен размером 38x51см. В месте обрушения простенок стены
имел сечение 38x270 см. Кладка простенка и пилястры выложена из глиня-
ного кирпича М75 на смешанном растворе марки 5-25 и ие имела сетчатого
армирования. Местами раствор кладки имел нулевую прочность и легко
разбирался руками.
Как показало обследование в отдельных местах сохранившегося по-
крытия цеха между стенами и пилястрами имелись сквозные вертикальные
трещины в месте примыкания пилястры к стене длиной 1-2 м. Кладка про-
стенков и пилястр увлажнена от протечек кровли в ендове.
В день обрушения покрытия в цехе велись работы по демонтажу обору-
дования, а в месте обрушения располагались ворота для проезда транспорт-
ных средств.
Осмотр обрушившейся части покрытия показал, что на железобетон-
ных колоннах сохранилось опирание упавших стальных ферм, в то время
как кирпичная- стена с опиравшимися на нее стальными фермами обруши-
лась. Площадь обрушения покрытия в цеху составила 240 м2. Кроме того,
было разрушено примыкающее к цеху покрытие бытового корпуса из асбе-
стоцементных панелей площадью 30 м2.
Расположение обрушенных конструкций позволяет предположить сле-
дующий механизм разрушения покрытия: обрушение началось с разруше-
ния кирпичной пилястры стены. Ферма покрытия, лишившись опоры, об-
рушилась и потянула прогонами смежные фермы покрытия, которые тоже
упали вместе с плитами покрытия, образовав завал строительных конструк-
ций. От упавшей кирпичной кладки парапета было повреждено покрытие
примыкающего бытового корпуса
Вероятной причиной обрушения явилась недостаточная прочность
кирпичной кладки простенка и пилястры. Обрушению, возможно, способ-
ствовало повреждение простенка в месте расположения ворот при демон-
таже оборудования.
89
7. ПОВРЕЖДЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
7.1. Железобетонные резервуары и емкости
Железобетонные емкостные сооружения находят применение практиче-
ски на любом промышленном предприятии н используются в качестве резер-
вуаров водоснабжения, технологических емкостей канализации и водоснабже-
ния: отстойники, осветлители, фильтры, приемные камеры теплой и охлажден-
ной воды, аэротенки, песколовки, нефтеловушки, метантекл и др., резервуаров
для нефти и нефтепродуктов, хранилищ химических продуктов.
Железобетонные емкостные сооружения выполняются главным обра-
зом заглубленными. Они могут быть сборно-монолитными (стены и покры-
тия из сборного железобетона, днище из монолитного железобетона) или
полностью монолитными.
По форме в плане резервуары подразделяются на цилиндрические и
прямоугольные. В зависимости от назначения емкости могут быть с покры-
тием или без него. В настоящее время находят применение емкости объе-
мом от 5 до 40000 м э.
Покрытие разервуаров устраивают обычно из сборных железобетон-
ных плит и ригелей, опирающихся иа железобетонные колонны. В моно-
литных резервуарах применяются купольные и безбалочные покрытия. При
большом протяжении сооружения разбиваются по длине темпсратурно
усадочными швами.
В прямоугольных резервуарах стены в вертикальном напраалении ра-
ботают на изгиб от давления засыпки и от давления жидкости. В местах
примыкания продольных и поперечных стен в горизонтальном направлении
также возникают изгибающие моменты.
В цилиндрических резервуарах в кольцевом направлении стены рабо-
тают в основном на центральное растяжение илн сжатие (от давления за-
сыпки при пустом резервуаре), а в вертикальном напраалении возникают
изгнбеющие моменты только на небольшом протяжении по высоте стен в
местах их примыкания к днищу и покрытию.
Днище резервуаров работает как плита на упругом основании, в кото-
рой возникают изгибающие моменты в местах опирания стен и колонн При
наличии подпора грунтовых вод плита днища испытывает изгиб от верти-
кального давления воды, направленного снизу вверх. В этом случае опора-
ми являются стены и колонны резервуара
При проектировании резервуаров учитываются следующие комбина-
ции нагрузок: емкость заполнена водой, но не обсыпана грунтом (случай
испытания), емкость обсыпана грунтом, ио ие заполнена продуктом хране-
ния, емкость заполнена продуктом хранения и обсыпана грунтом, при кото-
ром конструкции емкости подвержены неравномерному нагреву.
К емкостям при эксплуатации предъявляются повышенные требования
к непроницаемости. Потеря герметичности резервуаров вызывает загрязне-
ние окружающей среды, утечку продукта, повышение уровня грунтовых
90
вод на территории предприятия, а для резервуаров чистой воды возникает
опасность проникновения наружных канализационных вод во внутрь резер-
вуара при его неполном заполнении, что может повлечь загрязнение источ-
ников водоснабжения.
Емкостные сооружения могут подвергаться воздействиям агрессивных
грунтовых вод снаружи и агрессивных продуктов, хранящихся внутри ре-
зервуара.
Для открытых сооружений водоснабжения и канализации, конструк-
ции которых находятся в зоне переменного увлажнения н промерзания, к
ним предъявляются повышенные требования по морозостойкости.
В резервуарах для нефти и мазута наиболее распространенными де-
фектами является потеря герметичности стен, дниша и покрытия.
При устройстве шурфов у стен мазутных резервуаров на глубине 2,5 м
и ниже от поверхности грунта часто отмечается его замазученность В ре-
зервуарах, расположенных на берегу водоемов, имеет место попадание
нефтепродуктов в источники водоснабжения.
Почти во всех резервуарах отмечаются протечки продукта в местах
прохода через стены или днище технологических трубопроводов, что вы-
звано напряжениями при их температурных деформациях. В резервуарах
для нефти отмечается нарушение герметичности покрытия в результате
образования трещин или отслоения в торкретном слое на стыках. Разруше-
ние верхнего слоя бетона отдельных плит покрытия и их большие прогибы,
составляющие 15-20 см, возникают в результате недостаточной морозо-
стойкости бетона и плохой гидроизоляции покрытия.
Для круглых резервуаров имели место отслоения наружного защитного
слоя бетона кольцевой предварительно напряженной арматуры, а также
занижение по сравнению с проектом толщины защитного торкретного слоя.
Этот дефект приводит к ускоренной карбонизации защитного торкретного
слоя н к коррозии кольцевой предварительно напряженной арматуры. В
ряде резервуаров между стеной и предварительно напряженной арматурой
имелись незаполненные торкретом полости, которые приводили к коррозии
арматуры и ее обрыву.
В резервуарах для мазута отмечалась сульфатная коррозия бетона с
внутренней стороны, вызванная наличием сернистых соединений в продукте.
В местах стыков сборных стеновых панелей на всю высоту отмечались
вертикальные трешины с шириной раскрытия до 1 мм и глубиной 40 мм,
что связано с усадкой бетона.
Причинами всех указанных повреждений явились недостатки сущест-
вующих проектных решений и плохое качество выполнения работ. В проек-
тах существующих резервуаров для мазута использованы конструктивные
решения водяных резервуаров и недостаточно учтена повышенная прони-
цаемость горячего мазута через стыки панелей и стык стены с днищем.
Обследование емкостей для воды после нескольких лет эксплуатации
показало, что в них имели место различные повреждения: потеря герметич-
ности, разрушение стен в местах уровня воды из-за низкой морозостойко-
91
сти бетона (рис. 7.1), коррозия стальных закладных легален и конструкций,
протечки покрытия резервуаров, отслоение защитного слоя и коррозия
предварительно напряженной кольцевой арматуры в цилиндрических емко-
стях. разрушение бетона надводных лотков и проходных мостиков, корро-
зия бетона и арматуры стен.
Рис. 7.1. Разрушение бетона в уровне воды радиального отстойника
Основные характерные повреждения прямоугольных емкостей показа-
ны на рис. 7.2.
Утечка жидкости из емкостей чаше всего происходит через неплотно-
сти в бетоне, в местах примыкания стен к днищу, в швах между панелями
(рис. 7.3). Все эти дефекты вызваны некачественным изготовлением, пло-
хой вибрацией бетона стыков и монолитных участков. Особенно много де-
фектов бывает в резервуарах, возведение которых производилось неспециа-
лизированными организациями, не имеющими опыта строительства подоб-
ных сооружений.
92
7
5
4
Рис. 7.2. Повреждения железобетонных емкостных сооружении:
1 - трещины от перегрузки гидравлическим давлением; 2 - разрушение бетона в
уровне жидкости от размораживания; 3 - трещины от неравномерной осадки:
4 - отслоение защитного слоя и коррозия арматуры; 5 - трещины от усадки бетона;
6 - протечки в температурно-усадочном шве; 7 - разрушение стыков панелей
Рис. 7.3. Протечки в швах стен жслсзооетонного аэротенка
93
что привело к ее коррозии и выходу продуктов коррозии на поверхность
бетона’ частично или полностью увлажнена иижняя поверхность плит, что
свидетельствует о недостаточной плотности бетона плит и герметичности
швов между плитами. Бетон швов между плитами был недостаточно уплот-
нен. В отдельных местах происходила обильная фильтрация через швы во-
ды, находящейся иа покрытии. Было обнаружено нвлнчие на нижней по-
верхности плит свисающих сосулек, состоящих из продуктов коррозии бе-
тона. Лабораторный анализ продуктов коррозии бетона швов и плит пока-
зал, что он состоит из кальцита. Причиной коррозии явилось растворение
гидрата окиси квльиия фильтрующей водой через покрытие из-за иедоста-
точиой плотности бетона.
Дефектами верхней поверхности плит были: шелушение бетона, нали-
чие видимых продольных трещин, отслоение торкретбетона, частичное или
полное разрушение поверхностного слоя бетона на глубину до 35 мм. В
большинстве плит состояние верхней поверхности можно считать удовле-
творительным. Торкретбетон радиальных и кольцевых швов между плита-
ми во многих местах имел трещины и частично был разрушен.
За период эксплуатации резервуара производился ремонт его отдель-
ных плит путем набетомки с укладкой дополнительной сетки.
TOJimunv _______ При осмотре железобетонных балок покрытия обнаружены были сле-
атуры по решениями и дующие недостатки: обнажены поперечная и продольная арматура, имелись
конструкт качеСтва бетона отколы н отслоения бетона, видимые трещины.
Из-за отклонений при монтаже колони и балок при строительстве ре-
зервуара, а также отколов бетона консолей колонн в отдельных местах дли-
уплотненном основании "₽™ОЙ^„„„Дквозных трещин с большой шири-
La-Baer, в свою очередь, образованиеалозн^Ф* с1роительстае емко-
ной раскрытия. Аналогичная картин т замачИванис основания,
стен на просадочных грунтах,кога₽ из_за уВе„„чения его объема
делают резервуар проницаемым. ют в резудьтате дефекта узла со-
Иногда протечки резервуар днища, вызванного плохим его
„ряжения стеновой =мусором или устройством,
бетонированием вследствие за Р ЗЕСдеиия сооружения,
поокладок при монтаже панелей во как правило, во время
Аварии заглубленных •павий, когда они еще не обсыпаны
строительства или гидравлически наи6олЬ1дее напряжение.
грунтом н их конструкции ИЫ1“У 6ылн вызваны разрушением ще-
Имеюшие место аварии резер W° ие неправильного расчета
левого ..аза заделки стеновых пакелен всле^ па.
nPeWM™bH°
напряженной арматуры. Пппатино было проведено обсле- на площадки передачи опорного давления от покрытия на колонну была
На иефтеперекачаеаютси станчаи вместимостью менее 5 см, что меньше проектной величины 12 см.
ование железобетонного круглого резервуара тс кровен за-1 В колоннах дефекты сводились к следующему: образование верти-
30000 м’ Резервуар диаметром 66 м, высотой напряженных желе-кальных трещии в консолях по плоскостям их примыкания к колониям; от-
гпчблепным с иримс.гсипем сборных преда’Р" ппедварителько напря-колы бетона на торцах консолей; обнажение продольной и поперечной ар-
XUx панелей стек и покрытии Jun.™ 25 мм. Вматуры консолей.
-женная арматура стен защищена слоем тор У всег0 покрЫТИя водой Осмотр поверхности стен и днища резервуара изнутри показал, что бе-
ессс эксплуатации была предусмотрена з той нахОдится в хорошем состоянии.
с толщиной слоя 100 мм. очищен от остатков нефти Для обследования состояния защитного торкретбетона с наружной по-
до проведения обследования резерву аррезервуары. Через уставсрхиости стен резервуара были выкопаны шурфы глубиной до 2,5 м.
н парафина путем нх размыва и откачки в со ^во-д^лась дегазация до На наружной поверхности стен были выявлены обрывы отдельных
новленные на открытых люках вентилятор Р рроволок кольцевой предварительно напряженной арматуры в пределах
допустимой концентрации для работы в резервуар _ поврежбортика, то есть выше отметки верха плнт покрытия. Эти повреждения вы-
J В результате 20-летней эксплуатации в р рэн »аны разрушением защитного слоя бетона.
сний ьггия резервуара были выяв Было установлено, что металл смотровых люков разрушен на глубину
На основании осмотра сборных плит ытня резервуара 162 шиЗ мм коррозией. Уплотняющие прокладки люка пришли в негодность.
леиы их значительные прогибы. Из 210 енного нормами, в то] На основании обследования резервуара было установлено неудовле-
ты имели прогиб более 1/200 пролета, реду - -верительное состояние конструкций покрытия и необходимость его капи-
числе 53 плиты имели прогибы от 55 до L^^pa с подмостей, уставного ремонта.
Осмотр нижней части поверхно дефектов: недостаточна Было признано целесообразным в зависимости от величины разруще-
новленных на днище, выявил наличие еле У^а арма1уры Иижней сетюия плит покрытия и их прогиба провощив ремонт путем усиления или
толщина или отсутствие защитного л .
94
замены плит на стальные панели. Восстановление герметичности швов ме-
жду плитами покрытия принято осуществлять путем расчистки разрушен-
ного бетона и заполнения шва бетоном на расширяющемся цементе. Швы,
которые имели видимые трещины, подлежали ремошу путем нанесения
торкрета толщиной 3 см по тканой сетке.
Ремонт балок покрытия сводился к очистке поверхности бетона в мес-
тах сколов, очистке арматуры от продуктов коррозии и нанесении защитно-
го слоя из цементно-песчаного ряствора. Усиление колонн выполнено с
помощью обойм из стальных уголков.
Ремонтные работы по защите кольцевой арматуры стен резервуара
сводились к следующему: удалению оборванных проволок и отслоившихся
участков торкретбетона, очистке проволок от продуктов коррозии, промыв-
ке водой с последующим торкретированием.
На Кондровском бумажном комбинате в Калужской области было
проведено обследование аэротенков очистных сооружений, находящихся в
эксплуатации 17 лет. Аэротенки представляли нз себя открытые прямо-
угольные емкости размерами в плане 60x36 м, глубиной 5 м. Строительство
емкостей производилось по типовому проекту с при.меиеннем сборных же-
лезобетонных панелей н .монолитного железобетонного днища.
На основании обследования был выявлен ряд повреждений.
В большинстве стыков между стеновыми панелями произошло разруше-
ние бетона с протечкой стоков в ряде мест. Бетон в поврежденных стыках
имел неплотную структуру с низкой прочностью. В стыках между панелями
имелись также сквозные вертикальные трещины с шириной раскрытия в вер-
ху аэротенка 0,1-2 мм, которые сходили на нет в месте заделки в зуб днища
Эта трещины располагались в месте контакта бетона стыка н стеновой пане-
ли. При ширине раскрытия трещин 0,5 мм и более через них происходило
поступление грунтовых или сточных вод. Образование указанных выше тре-
щин вызвано усадкой бетона.
Отмечалась протечка вод через дннще и стены в местах деформацион-
ного шва вследствие его неплотности.
Под воздействием периодического замораживания происходило раз-
рушение бетона стен н перегородок на уровне жидкости. В этих места?
прочность бетона составляла 60% от прочности бетона панели, имелиа
каверны и отслоения защитного слоя бетона. Ниже уровня жидкости на
блюдалась в отде «ьных местах с пониженной толщиной защитного сдам
коррозия арматурных сеток панелей.
Под воздействием агрессивных сточных вод происходила интенсивна]
коррозия стальных закладных деталей н металлоконструкций. риной по 9 -----сообщающихся х
Большим разрушениям подверглись конструкции железобетонны£отенк м кажДая н имел длину 111 м Шн , !'*ежду собой секций ши-
проходных мостиков, выполненных из сборных железобетонных тнловы^ротен ПОСГ1Роен по типовому проекту Днш У 36 М1ВЬ1СО1У 5.65 м. Аэ-
плит перекрытий. Под воздействием повышенной влажности и разморажьИь1 !5а Ь1Лн вь,полнены из монолитного же ' 3"V°°M и Стены в углах
вания бетона в большинстве железобетонных плит мостиков имелись еле 1 Желез°бетона. зооетона, а остальные сте-
дующие повреждения: отслаивание защитного слоя бетона с коррозией Р^месте3 * обРУш«шых панелей четыре был
бочей арматуры до 50% сечения, ряд полок плит продавился под давлениегальн«бетоном омоноличивания с внутреш^ WePHyTW нз 3Уоа лишня
1Д»П№ ” 1’УШС‘"'е9М7 KOHUOe rawwii »
установленных на них трубопроводов, имелись большие прогибы плит, со-
ставляющие 60 мм (1/100 пролета), разрушение опор мостиков, обрушение
отдельных плит. Вследствие указанных повреждений конструкции мости-
ков пришли в аварийное состояние и проход по ним стал невозможным.
Во всех монолитных лотках произошло разрушение бетона от размо-
раживания, что вызвало протечки и их деформации.
На основании проведенного обследования было признано, что аэро-
тенки находятся в неудовлетворительном состоянии, а конструкции .мости-
ков в аварийном состоянии.
При эксплуатации аэротенка очистных сооружений и г. Тольятти про-
изошло обрушение его наружной стены на протяжении 36 м, а стены на дру-
гих участках отклонились от вертикального положения до 47 см (рис. 7.4).
В момент аварии аэротенк не был обсыпан грунтом. В результате ааврии про-
изошло разрушение аэротенка.
Рис. ТА. Разрушение аэротенка в г. Тольятти вследствие
занижении заделки ст еновых панелей в днище
Аэротенк состоял из четырех сообщающихся
Заделка панелей в зуб была принята 70 см. В результате разрушения на-
ружная часть зуба откололась с образованием в днище продольной трещи-
ны. После разборки упавших стеновых панелей и расчистки паза зуба до
бетонной подготовки было установлено, что фактическая прочность бетона
зуба и днища отвечвла проектным требованиям.
Однако армирование зуба днища произведено с отступлениями от про-
екта. Верхняя арматура плиты диища установлена из стержней диаметром
16 мм с шагом 15 см вместо диаметра 20 мм с шагом 10 см по проекту. Все
эти стержни выгнуты были вверх, три стержня лопнули по монтажно-
стыковой сварке, остальные стержни разрывов не имели, но по данным ис-
пытания контрольных образцов арматура была напряжена до предела теку-
чести. На стенках зуба со стороны засыпки в месте сопряжения с плитой
днища имелись выколы бетона в виде лещадок.
По мнению комиссии, расследовавшей аварию, непосредственной при-
чиной аварии явилось отступление от проекта при армировании днища.
Было установлено, что площадь сечения арматуры диища, работающей
на растяжение, была занижена в 2 раза по сравнению с проектом. При по-
вышении уровня воды в аэротенке до расчетного (аэротенк в течение экс-
плуатации работал не на полную загрузку) напряжения в арматуре достигли
предела текучести, в бетоне плиты днища появились трещины, а стенки
наклонились наружу, что привело к полному разрушению зуба днища и
частично стен аэротенка.
В Баку при строительстве Куркинского водопровода произошло во
время гидравлического испытания разрушение железобетонного прямо-
угольного отстойника.
Отстойник был консольной конструктивной схемы размерами в плане
66x36 м, построен с применением типовых сборных железобетонных панелей
высотой 6 м, устанавливаемых в щелевой паз монолитного днища (рис. 7 5).
В день обрушения отстойник для гидравлических испытаний был запол-
нен водой до проектной отметки. Через полчаса после наполнения с правой и
левой наружной сторон отстойника были вырваны соответственно 6 н 9
сборных стеновых панелей нз заделки щелевого паза н отброшены потоком
воды на расстояние 10-12 м от отстойника При этом погиб один человек нз
комиссии, проводившей испытания. Выброшенные при аварии стеновые па-
нели не имели каких-либо повреждений.
Причиной аварии явились дефекты, допущенные при производстве
работ. Строители при устройстве днища допустили неточность с разбив-
кой щелевого паза по вертикали и стали выравнивать верхний край стен
резервуара за счет заглубления панелей в щелевой паз днища. При этом в
разрушенных местах глубина защемления стеновых панелей составляла
45-58 см вместо 67 см по проекту, что не обеспечивало принятого защем-
ления стены.
Помимо указанного дефекта, явившегося основной причиной аварии, в
ходе расследования были установлены и другие недостатки строительства:
некачественное замоноличивание панелей в щелевом пазе из-за недоста-
98
точного его уплотнения и неполного заполнения паза днища смещение
сетки рабочей арматуры стеновых панелей с внутренней стороны отстойни-
ка на 7—8 см.
33000 ...30 31500 . „1500
Рис. 7.S. Разрушение железобетонного отстойника
из-за разрушения щелевого паза:
I - зона разрушения; 2 - срез наружной шпонки панели; 3 - разрушение зуба;
4 - стеновая панель; 5 - арматура зуба
99
7.2. Стальные резервуары
Стальные резервуары предназначены для хранения различных
нефтепродуктов: нефти, бензина, дизельного топлива, мазута, воды,
сжиженных газов и других веществ. Как правило, стальные резервуары
встречаются на любом промышленном предприятии и являются
сооружениями массового применения.
Резервуары различаются: по форме на вертикальные цилиндрические,
горизонтальные цилиндрические, каплевидные, траншейные; по располо-
жению относительно поверхности земЛн на наземные, надземные и подзем-
ные; по конструкции на сварные и клепаные
Наиболее распространенным типом являются вертикальные наземные
цилиндрические резервуары Покрытие этих резервуаров бывает плоским,
коническим, сферическим и сфероидальным с внутренними опорами или
без таковых. Применяются также резервуары с покрытием в виде плаваю-
щих крыш, уменьшающие потери от испарения легких фракций. Днище
резервуаров выполняется плоским, располагаемом на слое гидрофобного
грунта по песчаной подушке. Стенки сварных резервуаров имеют соедине-
ние листов встык или нахлестку.
Горизонтальные цилиндрические резервуары располагаются на сталь-
ных или железобетонных опорах. Торцы этих резервуаров имеют вид кону-
са. сферы или плоской плиты. Для обеспечения устойчивости горизонталь-
ных резервуаров внутри них в пределах опор устраивают диафрагмы.
Траншейные резервуары представляют собой прямоугольное в плане
подземное сооружение в виде котлована в грунте с наклонными со всех
сторон откосами под углом 30°. По днищу и боковым поверхностям кот-
лована грунт при строительстве покрывается изоляцией из гидрофобного
грунта, а на ней располагается стальная листовая оболочка корпуса. По-
крытие этих резервуаров устраивают в виде стальных шитов по фермам,
свариваемым с корпусом резервуара Траншейные резервуары устраивают
в сухих 1рунтах. Они предназначены для длительного хранения нефте-
продуктов.
Стены наземных цилиндрических резервуаров, нагруженные внут-
ренним давлением, работают на растяжение. В ряде случаев при охлажде-
нии ларов продукта в герметической емкости образуется вакуум
0,001-0,003 МПа. В этом случае оболочка сооружения работает на сжатие
и её проверяют на устойчивость. В зонах сопряжения цилиндрической
оболочки ёмкости с диишем и покрытием возникают меридиональные
изгибающие моменты, обусловленные краевым эффектом. Давление про-
дукта на плоское днище цилиндрических резервуаров, расположенных на
песчаном основании, уравновешивается реактивным отпором основания,
не вызывая изгиба днища Изгибающие моменты возникают только в зоне
стыка стены с днищем.
100
К надежности резервуаров предъявляются повышенные требования
Как правило, образование сквозных трешин в стене резервуара сопровож-
дается ее разрушением с мгновенным разливом содержимого.
Образующаяся при разрушении резервуара волна жидкости представ-
ляет опасность для близрасположснных построек и может повлечь загряз-
нение окружающей среды. Конструкции стальных резервуаров при экс-
плуатации подвергаются интенсивной коррозии от действия хранимых в
резервуаре веществ и атмосферного воздействия.
На рис. 7.6 показаны основные повреждения, характерные для сталь-
ных резервуаров.
Рис. 7.6. Повреждения стальных резервуаров:
а - разрез; б - план днища; 1 - окрайка днища; 2 - уторный уголок. 3 - вмятина;
4 - отрыв кровли от стены; 5 - местная потеря устойчивости; 6 - трещина по свар-
ному шву, выходящая на основной металл; 7 -трешнна по основному металлу.
8 - трещина по сварному шву. 9 - местная коррозия; 10 - хлопун (выпучнна);
11 - местная просадка основания; 12 - зазор между краем днища и основанием.
13 - гофры; 14 - сквозные коррозионные отверстия
Кроме указанных выше повреждений, в резервуарах часто наблюдают-
ся повышенные осадки сооружения
Равномерная осадка резервуаров практически не вызывает изменения
напряженного состояния их конструкций, за исключением мест соединения
резервуара с трубами.
Деформации становятся опасными тогда, когда давление на грунт пре-
вышает критическую величину, имеющую место при осадках 0.5-1 .м
101
Наиболее опасно для резервуаров неравномерная осадка днищ. Она
происходит вследствие разнородности грунтового основания, а также в
случае некачественной подготовки оснований резервуаров.
Особенно неблагоприятно для напряженного состояния резервуара, ко-
гда вследствие неравномерности осадки резервуар как бы разрывается на
две половины в вертикальной плоскости.
Основными причинами разрушения резервуаров были: ошибки, до-
пущенные при проектировании (неправильное конструктивное решение
узло-i, неправильная оценка грунтового основания, неправильный выбор
марки стали), дефекты изготовления, допущенные при сварке и монтаже
конструкций, приводящие к образованию трещин, нарушение правил экс-
плуатации, заключающееся в перегрузке резервуара и плохой защите от
коррезин.
Чаше всего разрушение начинается с появления 2-3 трещин в сварных
швах или металле корпуса. Рост этих трещин приводит к прогрессирующе-
му разрушению, протекающему в течение нескольких секунд.
Трещины появляются в сварных соединениях вертикальных и гори-
зонтальных швов нижних поясов корпуса резервуара, а также в местах
сегментов и окрайках днища. Отдельные трещины .могут образоваться в
сварных соединениях уторного уголка и в полотнищах днища с выходом
на основной металл. Наиболее часто трещины возникают в вертикальных
стыках вдоль сварных соединений, в крестообразных сварных соединени-
ях. Возможно появление трешин в основном металле вблизи люков и тру-
бопроводов
Трещины могут возникать от неправильного режима сварки при изго-
товлении или ремонте и в результате охрупчивания металла при низкой
температуре или коррозионного повреждения элементов конструкций.
Трещины и хрупкое разрушение металла резервуара могут быть след-
ствием резкого снижения температуры окружающей среды в северных
районах. При низкой температуре (-ЗО°С) углеродистые стали охрупчи-
ваются, при этом ударная вязкость металла достигает критических значе-
ний. что может привести к внезапному полному разрушению резервуара
Для предупреждения аварий по этим причинам резервуары должны со-
оружаться только из рекомендованных марок сталей (не допускается при-
менение кипящей стали) и приниматься конструктивные решения, на-
правленные на снижение опасных концентраций напряжений в элементах
конструкций. В результате коррозионного повреждения элементов обра-
зуется концентрация напряжений в конструкциях, что приводит к опасно-
сти хрупкого разрушения.
Аварии резервуаров, возведенные на основаниях со слоями сильно
сжимаемых грунтов, происходят от двух причин. Одна из них связана с по-
терей устойчивости основания при быстром заполнении резервуара во вре-
мя гидравлических испытаний. Подобные аварии вызывают большие не-
ровномерные деформации резервуара, сопровождаемые подъемом поверх-
ности грунта за пределом резервуара. Второй причиной аварий являются
102
разрывы днища резервуара и ш разрушения сварных швов в резуль
больших прогибов дниша при деформации основания.
Практика эксплуатации резервуаров показывает, что наиболее харак-
терными нарушениями режима эксплуатации, приводящими к серьезным
повреждениям, являются: превышение допустимого объема заполнения и
установленного давления в нем, образование недопустимого вакуума в га-
зовом пространстве.
Разрушение или деформация резервуара может произойти вследствие
। неправильного подбора дыхательных и предохранительных клапанов, не-
правильного их обслуживания либо при несоблюдении установленных ра-
। бочих условий закачки и откачки нефтепродуктов Установлено, что при
| закачке в резервуар подогретой нефти объем газовоздушной смеси, выхо-
дящей из резервуара со стационарной крышей, в 4—6 раз превышает объем
подаваемой нефти. Уменьшение проиускиой способности дыхательной и
! предохранительной арматуры может привести к разрушению резервуара
при его заполнении либо потере устойчивости верхних поясов корпуса прн
откачке нефти.
После четырех лет эксплуатации на мясокомбинате в г. Самаре раз-
рушился заполненный водой стальной вертикальный наземный резервуар
вместимостью 3000 м3, построенный для нужд водоснабжения.
Диаметр корпуса резервуара составлял 18,98 м, высота 11,8 м Резерву-
ар находился в напряженном режиме эксплуатации.
При аварии корпус резервуара разорвался (рис. 7.7) по всей высоте
почти по вертикальной линии, оторвался от дниша и кровли, развернулся в
полотнище размером 11,8x60 м и отлетел в направлении, противоположном
месту разрыва на 30-50 м. Мощный поток воды из резервуара хлыиуп в
направлении разрыва корпуса и разрушил некоторые вспомогательные со-
оружения. Кровля резервуара упала на днище, сместившись на 0,7 м по го-
ризонтали. Центральная часть кровли была пробита стойкой.
Было установлено, что линия разрыва корпуса проходит по основному
металлу, вдали от вертикальных сварных швов и зон теоретического влия-
ния сварки. От корпуса днище оторвалось почти на всем протяжении по
зоне термического влияния сварки. Корпус от кровли оторвался в основном
по шву соединения его с обрамляющим уголком кровли н только на от-
дельных участках линия разрушения проходила по основному металлу на
0,5 м ниже сварного шва.
Стальные конструкции резервуара были изготовлены со значительны-
ми отступлениями от типового проекта без составления исполнительных
чертежей.
Толщина нижнего пояса корпуса была уменьшена против типового
' проекта вдвое. Напротив, днище было изготовлено из листов толщиной 8 и
10 мм вместо 4 и 7 мм. а кровля из листов толщиной 4 мм вместо 2.5 мм.
Пояса корпуса соединены между собой в горизонтальной плоскости вна-
хлестку с устройством сплошных наружных швов с помощью автоматиче-
ской сварки под слоем флюса и внутренних прерывистых швов, сваренных
103
вручную. Вертикальные швы стыков соединены с обеих сторон с помощью
автоматической сварки. По периметру резервуара вместо одного по проекту
было устроено два вертикальных сплошных монтажных шва, сваренных
вручную с обеих сторон.
Для корпуса резервуара были использованы некондиционные рулон-
ные заготовки, предназначенные для подземного трвншейного резервуара
Рис. 7.7. Разрушение сварного резервуара для воды:
а - положение конструкций после аварии; б - отрыв корпуса от дииша; в - отрыв
корпуса от кровли по сварному шву и основному металлу, I - корпус; 2 - дннше;
3 - кровля; 4 - центральная стойка; 5 - место вертикального разрыва корпуса;
6 - кромка разрыва корпуса; 7 - кромка отрыва от днища; 8 - кромка отрыва от
кровли: 9 - монтажное соединение корпуса
104
В нижней части корпуса при осмотре обн, ружена полоса шириной 1-1 м
по всему периметру резервуара, пораженная коррозией на глубину 02 .мм
Внутренние поверхности корпуса, покрашенные при изготовлении конструк-
ций суриком, также были поражены коррозией, в ряде мест образовались язвы
шириной 40-60 мм и глубиной до 2,5 мм. Особенно сильно была поражена
зона на высоте 20-30 см от днища (рис. 7.8). Линия разрыва корпуса проходила
по Первому поясу через самые крупные места, пораженные коррозией
Рис. 7.8. Повреждение нижнего пояса стального резервуара дзя воды.
Цифрами обозначена фактическая толщина листа после разрушения
резервуара, кружками - коррозионные язвы Размеры квадратов координат-
ной сетки 5x5 см
Основной причиной аварии была недостаточная прочность нижних
поясов корпуса (уменьшенная против проекта вдвое), дополнительно ос-
лабленная коррозией.
Расчет показал, что нормальное напряжение в нижнем поясе корпуса тол-
щиной 4 мм до начала коррозии при заполнении резервуара водой до вершины
конуса кровли достигал 292 МПа, т.е было больше предела текучести стали
Коррозия уменьшила рабочую площадь сечения нижнего пояса примерно
на 160 мм2. Наиболее высокие напряжения должны были возникнуть в местах
коррозионных язв и на участках, непосредственно примыкающим к ним
105
7.3. Си юсы и бункеры
Силосы и бункеры представляют собой емкости для хранения сыпуче-
го материала Наибольшее распространение указанные сооружения полу-
чили на предприятиях пишевой, цементной, химической промышленности.
В плане силосы и бункеры бывают круглыми или прямоугольными. Силосы
возводятся, как правило, круглыми в плане из стали или железобетона, а
бункеры выполнят в основном стельными, прямоугольными в плане.
К снлоса.м относятся емкости, высота которых более чем в 1,5 раза
наибольшего размера емкости в плане; высота бункеров в 1.5 раза менее
размера сооружения в плане.
При расчете силосов учитываются силы трения сыпучего материала о
поверхности стен при его истечении. В бункерах при расчете конструкций
силами трения пренебрегают. Основными нагрузками при расчете силосов
и бункеров являются нагрузки от горизонтального давления сыпучего мате-
риала. В силосах также производят определение вертикальных сжимающих
усилий от сил трения сыпучего материала о стены и от давления воздуха,
нагнетаемого в силос при пневматической разгрузке.
Наиболее ответственным элементом силосов являются стены Они воз-
водятся монолитными в скользящей опалубке и из сборных конструкций.
Днище подсилосного перекрытия устраивается в виде плоской плиты с на-
клонной набстонкой или с конической воронкой. Фундаменты пол силосы
принимаются обычно в виде монолитной железобетонной плиты. Надси-
лосные перекрытия изготовляются в основном из сборных железобетонных
плит по сборным железобетонным млн стальным балкам.
Стены круглых силосов и бункеров в горизонтальном направлении рабо-
тают на растяжение, а в вертикальном на сжатие. Стены прямоугольных в
плане силосов и бункеров в горизонтальном направлении работают на вне-
центренное растяжение Так как силосы н бункеры являются емкостными
сооружениями, работающими на внутреннее давление, к ним из-за последст-
вий разрушения предъявляются повышенные требования по надежности.
Помимо этого, силоса являются также высотными тяжело нагруженными
сооружениями, для которых большое значение имеет однородность грунто-
вых условий. При неодновременной загрузке силосов происходит неравно-
мерная осадка корпуса, что может вызвать опасный крен сооружения.
Помимо указанных нагрузок, конструкции бункеров и силосов могут
подвергаться температурным воздействиям от горячего продукта, абразив-
ному износу при движении сыпучего и коррозии.
Наиболее серьезные повреждения силосов получали стены в виде: об-
разования вертикальных и горизонтальных трещин. выпучивания продоль-
ной арматуры и домкратных стержней, образования брешей, разрушения
швов сборных силосов (рис. 7.9).
Вертикальные трешины встречаются как в монолитных, так и в сборных
силосах. Часто первые вертикальные трешины появляются через 4-5 лет экс-
плуатации. хотя иногда они возникают во время первой загрузки. В пределах
106
одного силоса встречаются как одиночные трешины, так и многочисленные
с шагом 10-15 см. Причиной образования указанных трешин является сни-
жение прочности бетона стен, недостаточное горизонтальное армирование,
наличие пропусков и смешения арматуры, уменьшения зоны анкеровки
(перепуска) стержней.
Появление горизонтальных трещин объясняется тремя причинами оо-
разование.м горизонтальных пластических шарниров на отдельных участках
стен, смятием бетона в горизонтальных сечениях, усадкой и расслоением
бетона по горизонтальной арматуре.
Рис. 7.9. Повреждения стен цилиндрических силосов:
а - наружная поверхность; б - внутренняя поверхность; I - бреши; 2 - вертикальные
трешины; 3 - смятие бетона в горизонтальных швхх бетонирования; 4 - горизон-
тальная трещина; 5 - выпучивание домкратных стержней; 6 - горизонтальные и
вертикальные трещины от перегрузки; 7 - коррозионное разрушение бетона и арма-
туры; 8 - разрушение защитного слоя от горячего сыпучего материала; 9 - исти-
рающий износ защитного слоя бетона
Горизонтальные трешины в пластических шарнирах возникают вслед-
ствие перенапряжения от давления сыпучего материала. Пересекающиеся
вертикальные н горизонтальные трешины образуют систему пластических
шарниров и зон, разделяющих стены на большие н меньшие части. Ооразо-
вание сетки трещин сопутствует обычно выпучиванию участков стен.
107
Образование горизонтальных трещин от сжатия бетона связано с низ-
кой начальной прочностью бетона. Обычно в этих зонах структура бетона
неплотная. Основной причиной появления таких зон является недостаточ-
ное уплотнение и срывы бетона в скользящих формах, замусоренные и пло-
хо обработанные технологические швы бетонирования.
Разрушение бетона стен от смятия по времени происходит с различной
скоростью. Первым признаком является образование небольших горизон-
тальных трещин и отслоение защитного слоя. Размеры зон смятия бетона
составляют 10-30 мм по высоте и 3-5 м по дуге силоса. Смятие бетона в
горизонтальных сечениях обычно возникает в нижних зонах силосов. Зона
смятия характеризуется раздроблением бетона и выпучиванием вертикаль-
ных арматурных и домкратных стержней
Горизонтальные трешины, образующиеся от усадки и расслоения бе-
тона по арматуре, наблюдаются в основном в сборных конструкциях и свя-
заны с неправильной технологией изготовления элементов на заводах. Как
правило, эти трешины распространяются на величину защитного слоя и не
представляют серьезной опасности.
Одним из серьезных повреждений стен силосов является образование
брешей, сопровождающихся выдавливанием отдельных частей стен после
разрыва арматуры. Причинами образования брешей являются наличие раз-
витых горизонтальных и вертикальных трешин, смятие бетона и выпучива-
ние вертикальных стержней.
Разрушение стен и воронок силосов и бункеров с внутренней стороны
может происходить в результате абразивного износа вследствие отсутствия
специальных футсровок. Например, в силосах для угля наибольшему исти-
рающему воздействию подвергалась нижняя часть воронок, что вынуждало
заменять их через 8-13 лет эксплуатации.
В ряде случаев элементы силосов для руды и клинкера разрушались
при загрузке сыпучего материала В этом случае отмечались разрушения
стен, воронок и узлов крепления воронок в местах, где струа загружаемого
сыпучего материала оказывала прямое ударное воздействие. В зоне прямо-
го удара по ширине 2-2,5 м и по высоте 7-8 м бетон полностью разрушил-
ся, происходило оголение арматуры, образовывались сквозные бреши. Сис-
тематическое наблюдение за состоянием стен в процессе эксплуатации по-
казало, что разрушения, вызванные ударными на1рузками. быстро прогрес-
сируют, отдельные участки стен начинают терять устойчивость. Как прави-
ло, через 5-6 лет сооружение становится непригодным для дальнейшей экс-
плуатации.
Исследования силосов, загруженных горячим сыпучим материалом,
показали, чго первые разрушения внутренней поверхности стен проявля-
ются через 1,5-2 года эксл (уатацми, а через пять лет они настолько про-
грессируют, что дальнейшая нормальная эксплуатация становится невоз-
можной. Под в тяпнем температурных воздействий и движущегося пото-
ка сыпучего материала в силосах нзрушается структура бетона и он вы-
крашивается В дальнейшем происходит оголение внутренней горизон-
108
талькой и вертикальной арматуры. При этом горизонтальная арматура
обрывается и провисает, происходит дальнейшее разрушение с гоя бетона
остальной части сечения, а затем образуются сквозные бреши. Описанный
механизм разрушения зафиксирован на целом ряде предприятий цемент-
ной промышленности.
Коррозионным разрушениям подвергались емкостные сооружения
химических и коксохимических производств- склады угля, дозировочные
отделения, угольные башни, бункеры. Разрушение их происходило вслед-
ствие агрессивного воздействия атмосферы заводской территории, паро-
воздушной среды внутри емкости, замораживания и оттаивания насыщен-
ного влагой бетона Первые очаги разрушения появляются обычно через
10-15 лет эксплуатации в местах плохого качества укладки бетона Кор-
розионное разрушение бетона стен отмечалось в верхней части на участке
3-4 м ниже надсилосного перекрытия, что связывается с большим воздей-
ствием агрессивной пароводушной среды и циклическим замораживанием
и оттаиванием бетона. Силосы для цемента, клинкера, руды, песка, глино-
зема, зерна и ряда других материалов практически не подвержены корро-
зионным разрушениям.
В конструкциях подсилостного этажа также могут возникнуть раз-
личные повреждения. Наиболее часто отмечается образование вертикаль-
ных трешин в капителях колонн. Причиной образования этих трешин счи-
тается неравномерное включение в работу колонн при загружении силос-
ного корпуса.
При эксплуатации силосов возможно проникновение атмосферной вла-
ги внутрь силосов. Наиболее часто это происходит в конструкциях сборных
силосов из-за недостатков в стыках конструкций.
Имевшие место аварии силосов происходили вследствие: недопусти-
мого наклона или опрокидывания силосного корпуса, вызванного потерей
устойчивости основания и 1и недостатками фундамента; разрыва стен сило-
сов, вызванного недостатком армирования; разрушения от смятия бетона
стен из-за плохого качества бетона Имели .место аварии силосов из-за оши-
бок в расчетах стыков сборных элементов.
Наиболее часто происходило частичное или полное разрушение стен
от их разрыва (рис.7.10). При полном разрушении происходит вертикаль-
ный разрыв всей стены силоса, а при частичном разрушении вырыв из сте-
ны на араниченной площади. В обоих случаях аварии являются результа-
том постепенного развития деформаций в конструкциях стен. Сам процесс
разрушения происходит мгновенно и обычно случается при выпуске сыпу-
чего материала. Разрушение стен сопровождается разрывом и частичным
выдергиванием стержней горизонтальной арматуры на большей части вы-
соты силоса. Причинами разрушения является брак при строительстве (п-
нижснис сечения арматуры, пропуски и смешения арматурных стержней,
уменьшение длины их анкеровки), уменьшение сечения арматуры в резуль-
тате коррозии, превышение давления воздуха при разгрузке против уста-
новленного в проекте.
109
Рис. 7.10. Разрушение железобетонного силоса от разрыва банки
Причиной аварий ряда силосов явилось снижение прочности бетона в
горизонтальных зонах периметра корпуса, что вызвало смятие слабого бе-
тона под нагрузкой Аварийное состояние зон смятия характеризуется мел-
ким раздроблением бетона, свободным выпадением отдельных кусков, об-
жатием этих зон и как следствие выпучиванием вертикальных арматурных
стержней. Если смятие бетона на длине стены по окружности составляет
более 30%, то оно не локализуется и неизбежно приводит к аварии.
В городе Ельце после трех лет эксплуатации произошла авария зерно-
вого элеватора. Силоса имели диаметр 6 м и были изготовлены нз монолит-
ного железобетона Через два года с начала эксплуатации наблюдалось от-
слоение штукатурки с наружной поверхности стен на высоте 4-5 м от под-
силосной плиты. Затем в этих местах появилвсь оголенная арматура. Через
два месяца после этого прн дальнейших деформациях стен силоса образо-
вались сквозные горизонтальные отверстия по всему периметру стен сило-
сов. а спустя еше 3 месяца после этого начали образовываться вертикаль-
ные трешины с шириной раскрытия 5-6 мм.
Ввиду аварийного состояния силосный корпус начали разгружать.
Сначала были разбужены наружные силосы, а внутренние оставались за-
полненными. В результате перераспределения напряжений в основании под
фундаментной плитой нагрузка на внешние стены пустых силосов превы-
сила их несущую способность и вызвала начальное разрушение.
За два дня до обрушения корпуса наблюдалась осадка силосов на 25-30 см
с креном в сторону разгружаемых силосов. Осадка произошла вследствие раз-
рушения бетона стен в зоне на высоте 4-5 м от подсилосной плиты до всему
НО
их сечению. Осадка вызвала выпучивание вертикальных арматурных и дом-
кратных стержней. Через несколько дней после этого произошло полное ргь-
рушение силосов.
Причинами аварии явились
возведения стен силосов и особенно в
многочисленные срывы
Рис. 7.11. Конструкция угольной
башни:
1 - надсилосное помещение;
2 - силос; 3 - подсилосное помещение
бетона в процессе
нижней зоие, некачественная заделка
срывов и низкая прочность бе-
тона в результате нарушения
правил производства работ.
На Челябинском метал-
лургическом комбинате через
25 лет эксплуатации произошло
разрушение железобетонной
угольной баш нн.
Угольная башня состояла из
двух цилиндрических силосов
диаметром 10,8 м, высотой 16,7 м
Сверху силосов имелось надси-
лосное помещение (рис. 7.11).
Силоса были сооружены нз
сборных ребристых железобе-
тонных панелей. Панели с на-
ружной стороны были стянуты
арматурными пучками из высо-
копрочной проволоки диамет-
ром 5 мм. Арматурные пучки
были установлены в зоне гори-
зонтальных ребер жесткости с
шагом по высоте 2.3 м и обето-
нированы. В месте ребер жест-
кости панели соединялись через
закладные детали стальными
накладками, к которым прива-
ривалась сетка с последующей
обетоннровкой.
Первые замечания по со-
стоянию силосов появились за б лет до аварии, когда было отмечено от-
слаивание защитного слоя закладных деталей сборных железобетонных
панелей, коррозия 'закладных деталей, оголение арматуры с внутренней
стороны панелей.
За 2 года до аварии отмечалось отслоение обетонировки арматурных
пучков, а в верхней части силосов в панелях образовались отверстия, через
которые происходили просыпи шихты. Было признано состояние силоса
неудовлетворительным и были намечены мероприятия по проведению об-
следования и ремонта силоса Однако эти мероприятия не были выполнены
вплоть до аварии.
111
Авария началась с образования вертикальной щели в стене силоса на
стыке панелей. Через час эта шель увеличилась примерно до 40 см и обра-
зовалась еше наклонная трещина в плоскости сборной стеновой панели.
Через полчаса после этого произошло обрушение силоса угольной башни.
Вместе с силосом обрушилась большая часть надсилосной постройки и бы-
ли выведены из строя расположенные рядом газопроводы, кабельные и
электрические сети, что повлекло остановку коксовой батареи на 80 часов.
Причиной аварии явилась потеря несушей способности стен силоса в
результате коррозионного разрушения предварительно напряженной пуч-
ковой арматуры. Возникновению аварии способствовало отсутствие в про-
екте указаний о мероприятиях по антикоррозийной защите арматурных
пучков в процессе эксплуатации, недоступность их осмотра, несвоевремен-
ное устранение замеченных повреждении.
На Умбозерской обогатительной фабрике произошло разрушение
стельного прямоугольного бункера для руды размером в плане 6x66 м с
параболической воронкой высотой 4 м (рис. 7.12).
Рис. 7.12. Авария стального бункера:
I - днише бункера; 2 - транспортер; 3 - балка рамы; 4 - зона обрушения;
5 - прерывистые сварные швы вместо сплошных швов; 6 - стенка бункера
112
В результате разрушения бункера рассыпавшейся рулой было разрушено
подбункерное перекрытие железобетонного здания и на дм недели полно-
стью остановлен процесс основного производства
Разрушение бункера произошло от отрыва параболической части дни-
ща от вертикальных стенок и сопровождалось сильным, похожим иа пу-
шечный выстрел, звуком. За день до обрушения наблюдалось характерное
потрескивание конструкций бункера и имелись лросыпн руды от разошед-
шихся сварных швов нижней части бункера
Основной причиной разрушения явилось отсутствие проектного мон-
тажного сварного шва по продольным сторонам бункера, крепяшего пара-
болическую часть к вертикальной стенке и замене части сплошных швов
прерывистыми, не рассчитанными на восприятие нагрузки от сыпучего ма-
териала. Возникновению аварии способствовал неудовлетворительный кон-
троль качества строительных работ, не обнаруживших допущенных откло-
нений от проекта.
7.4. Подпорные стены
Подпорные стены предназначаются для удержания давления грунта
или иных сыпучих веществ прн их открытом складировании Они приме-
няются для ограждения дорог, промышленных площадок, земляных отко-
сов, на складах сыпучих материалов, рамп в качестве стен каналов техноло-
гических коммуникаций.
Подпорные стены возводятся из монолитного железобетона, каменной
кладки, сборных железобетонных конструкций.
Расчет подпорных стен производится по прочности, деформациям и
трешиностойкости, деформациям ее элементов, по деформациям основа-
ний под подошвой стены, на общую устойчивость стены против сдвига и
опрокидывания от действия горизонтальных нагрузок давления сыпучего
материала, включая нагрузки от транспортных средств н складируемых
материалов.
Расчетная схема элементов конструкций стены представляет из себя
консольную балку, загруженную давлением грунта или реактивным давле-
нием основания (для фундамента).
Ошибки строительства и проектирования влияют на долговечность
подпорных стен.
Недостаточно качественный бетон, уложенный в подпорные стены,
приводит к тому, что стены имеют малую прочность иа растяжение (осо-
бенно в массивных стенах) и большую усадку. Недостаточная прочность
бетона приводит к его разрушению от коррозии и размораживания, а недос-
таточный защитный слой бетона вызывает коррозию арматуры. Большие
перерывы в бетонировании стен приводят к их большой усадке с образова-
нием сквозных трещин.
В массивных каменных стенах появление трещин между опорной фун-
даментной плитой и вертикальной стеной грозит потерей ее устойчивости
IB
Плохо выполненная изоляция и дренаж со стороны грунта вызывает ув-
лажнение подпорных стен. В начале эксплуатации увлажнение стен не опас-
но, но с лечением времени из бетона будут выщелачиваться соли извести (бе-
лые налеты на наружной поверхности бетона), что ускоряет коррозию бетона.
Основными ошибками при проектировании, приводящими к разруше-
нию стен, является неправильная оценка грунтовых условий. Неправильная
оценка |рунтового основания возникает из-за того, что нс принимаются во
внимание возможности увлажнения и ползучести грунта, происходящие со
временем, а также из-за неточности определения характеристик грунта
(слишком мелкие или редко расположенные геологические скважины, оп-
ределения механических свойств грунта по справочным данным в зависи-
мости от типа грунта, а не на основе лабораторных исследований). Непра-
вильно выбранное расчетное сопротивление грунта и угол внутреннего
трения может привести к наклону стены, ее опрокидыванию или разруше-
нию конструкций. Неверно оцененный коэффициент трения может привес-
ти к сдвигу стены.
Назначение деформационных швов в стенах только на основе допус-
тимого расстояния между ними исходя из усадки бетона, но без учета воз-
можности залегания адоль стены грунтов с различными осадочными свой-
C1 вами приводит к образованию в стенах сквозных вертикальных трешин.
Отсутствие в проекте стены песчаной засыпки н дренажей в стене при
глинистых грунтах прн промерзании грунта за стеной может привести к ее
деформации. Причем после отгаивания грунта стена не возвращается в свое
первоначальное положение.
Прн проектировании железобетонных тонкостенных подпорных стен
не всегда производят их расчеты по деформациям и трещиностойкости, что
приводит к большому их прогибу, особенно заметному в высоких стенах на
торцевых участках и образованию трешин.
Аварии подпорных стен были вызваны в основном следующими при-
чинами: неправильным расчетом при проектировании или отсутствием рас-
чета (обычно при строительстве хозяйственным способом), неправильным
определением характеристик грунта, определяемых по справочным данным
без лабораторных исследований, отклонениями от проекта в части умень-
шения толщины, замены материалов, засыпкой пазух глинистыми грунта-
ми, превышением нагрузок от складируемых материалов.
Иа Военно-Грузинской дороге через 16 лет эксплуатации произошло
разрушение подпорной стены галереи. В результате аварии на участке дли-
ной 165 м была опрокинута верхняя часть подпорной стены, расположенная
с нагорной стороны, обрушены железобетонные балки перекрытия и стойки
галереи. Оставшиеся на некоторых участках подпорные стены наклонены к
проезжей части дороги.
Обрушение происходило постепенно в течение 14 дней и началось с
разрушения нижней части стойки галереи при смешении ее на 40 см в сто-
рону обрыва. Первые признаки разрушения были замечены за 4 месяца до
аварии.
114
Галерея состояла из подпорной стены (рис. 7.13), расположенной с на-
горной стороны, выложенной из бетонных блоков и железобетонных балок
и стоек перекрытия галереи Монолитные фундаменты под стойки пере-
крытия галереи одновременно являлись низовыми подпорными стенами
Над перекрытием была устроена амортизирующая засыпка от камнепада
Рис. 7.13. Аварии подпорной стены на Воепно-Грузнискои дороге:
I - одиночное мощение; 2 - железобетонная колонна 40x40 см; 3 - железобетонные
ригели; 4 - бетонный лоток дренажа; 5 - автодорога; 7 - подпорная стена
По длине стена разделялась на секции длиной 15 м каждая. Обшая
длина подпорной стены составляла 670 м.
По мнению комиссии, расследовавшей аварию, причиной разрушения
явилась потеря устойчивости подпорных стен с нагорной стороны, вызван-
ная увеличением бокового давления грунта засыпки на подпорную стену.
Давление увеличилось по причине переувлажнения суглинистого грунта,
что привело к увеличению его объемного веса, уменьшения угла внутрен-
него трения, чему способствовала также неудовлетворительная работа за-
стенного дренажа.
115
Последовательность разрушения галереи представляется в следующем виде:
вследствие увеличивающегося давления на подпорную стену и горизонтального
сдвигающего усилия образовался крен подпорной стены, отклонение ее верхней
части, связанной с перекрытием и стойками галереи. Когда отклонение достигло
величин, превышающих несущую способность стоек, произошло разрушение
нижней части стоек галереи Выход из строя стоек галереи еще больше умень-
шил сопротивляемость находящихся в критическом состоят ш подпорных стен,
приведя к разрушению их верхней части. Проведенные проверочные расчеты
показали недостаточную несущую способность подпорных стен.
Причиной аварии явились недостатки проекта и строительства. В про-
екте подпорной стены не была предусмотрена засыпка дренирующим грун-
том за стенами. При строительстве были допущены отклонения от проекта:
не были сделаны осадочные швы .между секциями стен, а амортизирующая
засыпка галереи не укреплена мощением.
В городе Магнитогорске на складе рудных концентратов агломераци-
онной фабрики произошла авария подпорной стены
По проекту сборно-монолитная подпорная стена была устроена по пери-
метру здания. Горизонтальное давление от сборных железобетонных панелей
стены передавалось на монолитные железобетонные фундаменты и подколен-
ники стальных колонн одноэтажного промышленного здания (рис. 7.14).
Грунтовых вод при изысканиях и разработке котлована при строитель-
стве стены обнаружено ие было, но при обследовании стены после аварии в
пяти скважинах из семи оказалась вода.
К моменту аварии были возведены фундаменты двухпролетной части
здания, установлены стеновые панели подпорной стены, почти полностью
смонтированы стальные конструкции здания, стеновые панели, сделана
обратная засыпка пазух подпорной стены (верх засыпки был ниже проект-
ной отметки на 0.1-1,2 м).
Аварии предшествовали дожди ливневого характера. Первоначально,
замеченное искривление стены здания в плане пытались объяснить неточ-
ностью монтажа, ио на следующий день произошло нарастание деформа-
ций из-за сдвига подпорной стены. Колонны стального каркаса сместились
на участке длиной более 80 м по кривой со стрелой посередине 84 см.
Смонтированное до аварии покрытие частично препятствовало смещению
подпорной стены, но при этом произошел излом монолитных железобетон-
ных подколенников. В наиболее деформированном подколеннике были
разорваны стержни рабочей арматуры.
Сразу после аварии начали выемку грунта с наружной стороны под-
порной стены и таким путем предотвратили дальнейшее ее смещение.
Изучение проектных материалов показало, что при расчете подпорной
стены коэффициент трения подошвы фундамента по грунту был принят
равным 0,45. В действительности на основании натурных испытаний коэф-
фициент трения менялся в пределах 0,43-0.37. При определении нагрузок,
удерживающих стену от сдвига, нс был учтен коэффициент перегрузки 0,8,
что привело к искаженному показателю ее устойчивости
116
Рис. 7.14. Авария подпорной стены в г. Магнитогорске:
а - конструкция; б - усиление конструкций после аварии; 1 - стальная колонна зда-
ния; 2 - железобетонный подколенник; 3 - излом подколенника; 4 - смещенное
положение подколенника; 5 - панели подпорной стены; 6 - обойма усиления;
7 - существующий пол; 8 - распорка пона
7.5. Тоннели и каиалы
Тоннели и каналы представляют собой подземное протяженное сооруже-
ние, предназначенное для размещения различных коммуникаций и движения
людей. Отличие тоннелей от каналов заключается лишь в высоте сооружения,
которая принимается в тоннелях для обеспечения прохода людей не менее 1,8 м
По назначению тоннели могут быть: пешеходные, конвейерные, подштабель-
ные, коммуникационные для прокладки кабелей и трубопроводов
Канвлы и тоннели значительной протяженности выполняют из сбор-
ных железобетонных элементов заводского изготоаления, а небольшой
протяженности и небольших сечений из монолитного железобетона и кир-
пичной кладки.
117
Тр7 в каналах и тоннелях опираются на подвижные и неподвижные
опоры. Неподвижные опоры, воспринимающие усилия от температурных
деформаций трубопроводов, устраивают из монолитного железобетона или
стальных конструкций. Углы поворотов и компенсаторные ниши каналов и
тоннелей решают в двух вариантах: с монолитным днищем, кирпичными
или железобетонными стенами и сборными плитами перекрытия.
По шине трассы устраивают деформационные швы В месте деформа-
циопног 1 шва делается разрез днища, стен и покрытия с зазором 3 см, кото-
рый заполняют битумом
Расчет каналов и тоннелей производят на следующие виды нагрузок:
постоянная нагрузка от собственного веса конструкций и слоя грунта над
перекрытием канала, временная распределенная вертикальная нагрузка от
транспортных средств и складируемых материалов, горизонтальное давле-
ние грунта от засыпки и давления транспортных средств, горизонтальные и
вертикальные нагрузки от коммуникаций.
Расчетная схема тоннелей принимается в зависимости от конструкции
сооружения в виде замкнутых рам на упругом основании. Несущие конст-
рукции тоннелей работают главным образом на внецентреннос сжатие.
В железобетонных коммуникационных тоннелях наиболее распростра-
ненными дефектами являются разрушения защитного слоя бетона перекры-
тий из-за низкой морозостойкости бетона, вызванного увлажнением пере-
крытия вследствие плохой гидроизоляции (рис. 7.15) и его циклическим
промораживанием и оттаиванием, а также протечки грунтовых вод.
В саязи с изменением технологии на промышленном предприятии мо-
жет произойти изменение внешних нагрузок. Так, в местах прокладки тонне-
ля мох<ет проходить интенсивное движение транспортных средств и склади-
рование различных материалов, не предусмотренных проектом. Указанное
увеличение нагрузок может привести к разрушению перекрытия тоннеля.
При строительстве нередко происходит нарушение правил засыпки пазух
стен тоннеля при отсутствии за.моноли'швания покрытия со стенами. В этом слу-
чае измененная проектная расчетная схема тоннеля приводит к разрушению стен
В результате неравномерных осадок тоннеля и некачественного изго-
товления в сборных тоннелях могут наблюдаться смещение блоков относи-
тельно друг друга. Нарушение гидроизоляции в стыках и деформационных
швах вызывает протечки грунтовых вод.
Как показали обследования, проведенные автором на ряде промыш-
ленных предприятий, основными недостатками коммуникационных тонне-
лей было затопление их грунтовыми содами. На машиностроительных
предприятиях имело место промасливание конструкций тоннелей, что при-
водило в ряде случаев к пожарам с повреждением конструкций.
Внутри тоннелей (коллекторах), служащих для транспортирования сточ-
ных вод, часто происходит коррозия бетона и арматуры. Выводимые через
катлпзашюиные трубопроводы сточные воды бывают различны по составу.
Содержащиеся в них агрессивные компоненты с производства и прежде всего
кислоты могут воздействовать на бетон, разрушая его. В то время как быто-
118
вые оточиые воды представляют небольшую опасность. Поэтому иеобхозич
постоянный контроль сточных вол, главным обратом вод промышленных
предприятий с типично агрессивными отходами: гальваническое производст-
во, кожевенные заводы, мясокомбинаты, химические предприятия и т п
Наибольшие повреждения в коллекторах наблюдались над уровнем во-
ды в области заполненного парами сточных вод пространства Анализ по-
явления этих повреждений указывает, что их причиной являются сероводо-
родные газы, выделяющиеся при разложении сточных вод.
Рис. 7.15. Разрушение бетона перекрытия тоннелей от размораживания бетона
119
Рис. 7.16. Разрушение коллектора
сточных вод:
1 - сточные воды; 2 - монолитный
бетон усиления; 3 - существующий
поврежденный бетон; 4 ~ стул
коллектора
Хотя состояние большинства конструкций тоннелей можно считать
удовлетворительным, их эксплуатация затруднена из-за сложности осуще-
ствления ремонта как самих тоннелей, так и расположенных в них комму-
никаций.
На Сегежском целлюлозно-бумажном комбинате в течение 17 лет
эксплуатировался главный коллектор промстоков.
Коллектор был изготовлен из сбориых железобетонных конструкций,
выполненных на сульфатостойком портландцементе. Коллектор состоял из
сборных железобетонных элементов - свода и стула (рис. 7.16). Диаметр
коллектора 2,5 м, протяженность 370 м. •
В процессе эксплуатации выяснилось, что бетон коллектора теряет
прочность и разрушается. Вследствие этого периодически происходит час-
тичное обрушение бетона свода на различных участках.
Химический анализ стоков по-
казал. что их состав носит щелочной
характер и имеет значительное со-
держание серы. В пробах воздуха,
взятых из коллектора, обнаружено
содержание сероводорода 2,5 мг/м1
и сернистого ангидрида 2 мг/м\
Проведенные химические ана-
лизы показали, что при наличии
застоя воздуха в коллекторе проте-
кает два вида коррозии: микробио-
логическая, при которой тионовые
бактерии окисляют сероводород до
серной кислоты и химическая, при
которой сернистый газ окисляется
до серной кислоты. Коррозия при-
водит к разрыхлению бетона и по-
тере им прочности.
Осмотр внутренней поверхно-
сти коллектора показал, что ниже
уровня сточных вод состояние поверхности стула удовлетворительное. На
границе газовоздушной и жидкой фазы отмечается на поверхности бетона
вспученная темнокоричневая масса, прн этом глубина разрыхления бетона
достигает 70 мм. Выше уровня сточных вод в горизонтальном стыке свода
и стула бетон вымыт и в отдельных местах иа этом уровне отмечаются
сквозные каверны. Верхняя часть свода имела площадь повреждения до
80%, глубина разрыхления бетона на величину от 5 до 12 см наблюдалась
примерно на 50% площади поверхности свода В местах повреждений вид-
ны следы арматуры в виде ржавых линий.
На основании данных обследования было установлено, что конструк-
ция стула и вертикальные швы между ними находятся в удовлетворитель-
ном состоянии. Конструкции иа границе жидкой и газовой среды повреж-
120
дены коррозией. Конструкции свода в газовоздушной среде находятся в
аварийном состоянии. Особое беспокойство вызывали повреждения от вы-
мывания бетона горизонтальных швов между стулом н сводом, что могло
привести к загрязнению просачивающимися стоками грунтовых вод.
Дальнейшая эксплуатация коллектора с указанными повреждениями
мог ia привести к потере несущей способности свода и повлечь остановку
всего предприятия. Было принято решение об усилении коллектора
При ремонте коллектора внутренняя его поверхность очищалась от
разрушенного бетона. Остатки свода использовались в качестве опалубки
при бетонировании нового свода с прокладкой из профилированного поли-
этилена.
7.6. Эстакады под технологические трубопроводы
Отдельно стоящие опоры и эстакады под технологические трубопро-
воды предназначены для размещения трубопроводов, по которым происхо-
дит транспортирование различных веществ (сырья, воды, промежуточных и
конечных продуктов), тепловых сетей, необходимых для ведения техноло-
гического процесса или эксплуатации оборудования.
Отдельно стоящие опоры под трубопроводы состоят из одной или не-
скольких колонн, связей, траверс (поперечных балок на опоре) н фундамента.
Эстакада состоит из опор (опора включает в себя: колонны, связи, ри-
гели, фундаменты), пролетных строений (ферм или балок), траверс, связей
по фермам, проходных мостиков.
В продольном направлении отдельно стоящие опоры и эстакады разби-
ты на температурные блоки. Температурный блок состоит из пролетных
строений, одной анкерной опоры и промежуточных опор. Анкерные опоры
устанавливаются, как правило, в середине температурного блока. В местах
концов трассы устанавливаются концевые анкерные опоры.
Для эстакад с железобетонными опорами очеиь часто температурный
блок компонуется из одних промежуточных опор.
Передача нагрузок на отдельно стоящие опоры и эстакады от трубо-
проводов производится посредством подвижиых и неподвижных опориых.
частей трубопроводов. Восприятие температурных удлинений трубопрово-
дов осуществляется компенсаторами.
Основной действующей нагрузкой для эстакад является вертикальная
нагрузка от веса конструкций и трубопроводов и воздействия, вызванные
температурными деформациями трубопроводов.
При эксплуатации строительные конструкции эстакад, находясь из от-
крытом воздухе, подвергаются периодически воздействиям увлажнения н
низких температур.
В условиях промышленных предприятий атмосферные осадки в виде
дождя насыщаются агрессивными газами и образуют солевые иди кислот-
ные растворы, способствующие коррозии конструкций. Из-за повреждений
трубопроводов часто наблюдаются протечки едких веществ, разрушающие
121
несушие конструкции. Расположение под эстакадами автомобильных н же-
лезных дорог способствует появлению механических повреждений.
Эстакады благодаря гибкой конструктивной схеме менее чувствитель-
ны к неравномерным осадкам.
Наиболее распространенными разрушениями эстакад являются: корро-
зия стальиых конструкций, отслоение защитного слоя бетона железобетон-
ных конструкций, разрушение траверс от температурных воздействий, ло-
врсжтгиис опор и пролетных строений транспортными средствами, повре-
ждения пролетных строений от протечек едких веществ, разрушения фун-
даментов от агрессивных вод.
Установлено, что некоторые существующие проектные решения обладают
рядом недостатков: недостаточная долговечность конструкций в условиях по-
вышенной агрессивной внешней среды, недостаточная их ремонтопригодность.
Для выравнивания верха опор эстакад предусматривают стальные про-
кладки и столики в виде двутавров, швеллеров, которые из-за коррозии бы-
стро выходят из строя.
Стальные настилы проходных мостиков, выполненные из просечно-
вытяжных листов, быстро выходят из строя из-за коррозии по сравнению с мос-
тиками из сплошного листа или из отдельных стержней По этим же причинам
применение в проектах эстакад для проходных мостиков типовых железобетон-
ных плит покрытий и перекрытий привощгт к их быстрому разрушению.
Обследования опор и пролетных строений эстакад показали, что в иих
имелось мало повреждений от нагрузок, что может быть объяснено совме-
стной пространственной работой эстакад и трубопроводов. Отмечались
повреждения от горизонтальных нагрузок траверс.
Были выявлены дефекты строительства, вызванные отступлениями от
проекта: отсутствие приварки железобетонных балок пролетных строений к
колоннам анкерных опор, трешины в сжатых полках железобетонных балок
пролетных строений с раскрытием до 3 мм вследствие повреждений при
монтаже и складировании, перекос траверс и их разрушение от неправиль-
но установленных опорных частей (опорные части устанавливались на бе-
тон, а не закладную деталь). Некоторые трубопроводы на большом протя-
жении не имели закрепления на анкерных опорах, т. к. неподвижные опор-
ные части трубопроводов были не приварены к траверсам.
Анализ опыта эксплуатации эстакад показал, что они, как правило, не
ремонтируются из-за сложности производства работ.
Основными повреждениями железобетонных эстакад была коррозия
арматуры, приводящая к отслаиванию защитного слоя бетона.
Разрушение железобетонных конструкций эстакады с течением времени
происходит в следующей последовательности. Первоначальным признаком
коррозии является появление на их поверхности ржавых пятен и следов ар-
матуры. Бетон в этом случае имеет темные пятна и потеки (высолы), что сви-
детельствует о потере его защитных свонста по отношению к арматуре.
122
Рис. 7.17. Разрушение бетона опор эстакад
под технологические трубопроводы от
коррозии
В дальнейшем наблюдается образование трещин в местах хомутов и рас-
пределительной арматуры. При дальнейшем разрушении происходит образо-
вание продольных трещин адоль рабочих стержней с раскрытием 1-6 мм, при
этом коррозия арматуры составляет 0,3-2 мм. Дальнейший процесс коррозии
арматуры приводит к отслоению защитного слоя бетона, что ведет к ава-
рийному состоянию конструкций (рис. 7.17).
Разрушение стальных эстакад происходило, главным образом, из-за
коррозии. Для эстакад, находящихся в зоиах с высокой агрессивностью
внешней среды, защитная окраска обычно начинает отслаиваться через па-
ру пет, а через несколько лет после постройки полностью уничтожается.
Через 10-15 лет после начала эксплуатации в пролетных строениях эстакад
наблюдались сквозные отверстия в стенках профилей.
На Криворожском металлургическом комбинате в зоне выделения аг-
рессивных сернистых газов произошла авария стальной эстакады тепловых
сетей. Через 15 лет с начала эксплуатации из-за разрушения от коррозии
стальных опор компенсаторной вставки под выпетом ко.мпеисаторов про-
изошло обрушение 3-х трубопроводов на участке длиной 150 м. При этом
коррозия стальных конст-
рукций опор в этом месте
составляла 50—70% их пер-
воначального сечения.
На Череповецком хим-
комбинате вследствие не-
удачного проектного реше-
ния во время строительства
произошло разрушение же-
лезобетоиной эстакады ма-
териалопроводов. Эстакада
представляла из себя ряд же-
лезобетонных стоек сечением
40x40 см с шагом 12 м. по
которым уложены были 12-
метровые предналряженные
железобетонные балки тав-
рового сечения высотой '70
см. По балкам с шагом 3 м
укреплены железобетонные
траверсы, на которых распо-
лагалось 5 труб небольшого
диаметра н электро кабели с
защитным козырьком над
ними (рис 7.18).
123
Рис. 7.18. Конструкция эстакады на Череповецком химзаводе:
а - эстакада до аварии; б эстакада после аварии; 1 -- трубопроводы; 2 - элсктрока-
бсли. 3 - закладная деталь в колонне; 4 — козырек; 5 - вырыв закладной детали;
6 - зона упавшей эстакады
Во время производства работ по устройству защитного козырька эста-
када обрушилась (рис. 7.19). Разрушение произошло от начала температур-
ной вставки до поворота трассы на участке длиной 48 м.
Рис. 7.19. Авария эстакады под технологические
Трубопроводы на Череповецком химзаводе
124
По мнению комиссии, расследующей аварию, обрушеиие эстакады бы-
ло связано с отрывом анкеров закладной детали колони, которые обеспечи-
вали поперечную устойчивость пролетного строения при односторонней
нагрузке. В результате расследования аварии было установлено, что на од-
ной из опор анкера закладной детали вследствие дефектов изготовления
были оторваны от листа закладной.
Основной причиной разрушения явилась неудачная конструктивная
схема эстакады, при которой достаточно было одной некачественно выпол-
ненной закладной детали, чтобы вызвать разрушение всего сооружения
7.7. Конвейерные галереи
Конвейерные (транспортерные) галереи предназначены для размеще-
ния транспортеров между зданиями или сооружениями.
В конструктивном отношении галерея состоит из пролетных строе-
ний (ферм или бвлок), опор, ограждающих конструкций (стены, перекры-
тие, покрытие). Пролетные строения по верхнему и нижие.му поясам со-
единены связевыми фермами. К нижним поясам ферм крепятся попереч-
ные балки, служащие для устройства перекрытия, выполняемого, как пра-
вило, из сборных железобетонных конструкций.
Опоры галерей подразделяются на промежуточные и анкерные.
Иногда вместо анкерных опор используются несущие стены здания,
воспринимающие вертикальные н горизонтальные нагрузки от пролет-
ных строений.
В продольном направлении галереи разбиваются на температурные
блоки. Температурный, блок состоит из пролетных строений одной анкер-
ной опоры и промежуточных опор.
Расчет галереи производят путем ее расчленения на плоские конст-
рукции. Основной действующей нагрузкой для конвейерных галерей яв-
ляются вертикальные нагрузки, передающиеся от ленточных конвейеров,
динамические нагрузки, создаваемые подвижными частями конвейера, а
также снеговые, ветровые и нагрузки от собственного веса.
При эксплуатации галерей их открытые конструкции регулярно под-
вергаются воздействию низких температур. Воздействие различных
транспортируемых веществ, агрессивных выбросов, находящихся побли-
зости производств, приводят к коррозии конструкций
Расположение под галереями автомобильных и железнодорожных
путей чревато появлеиию в них механических повреждений. Очень часто
происходит перегрузка галерей из-за нарушений правил эксплуатации,
выражающаяся в скоплении пыли на покрытиях, просыпей .материала на
перекрытии, намерзании льда на конструкциях при гидросмыве просыпей.
Вплоть до 1960 г. конвейерные галереи изготовлялись из кннящеи
стали. Особенностью эксплуатации сварных конструкций, выполненных
125
из кипящей стали, является повышенная опасность возникновения хруп-
кого разрушения растянутых и изгибаемых элементов, а также узлов со-
единений конструкций.
Основными факторами, влияющими на склонность стальных конст-
рукций к хрупкому разрушению, являются: низкая температура эксплуата-
ции, концентраторы напряжений, коррозия элементов, циклические нагруз-
ки. качество стали, конструктивное решение узлов.
Среди химических элементов углеродистой стали наиболее вредными с
точки зрения хрупкого разрушения являются содержание химических эле-
ментов сверх нормы: фосфора - 0,04%, tepbi - 0,05%, азота — 0,008%.
Повышенное содержание углерода (свыше 0,22%) также неблагопри-
ятно сказывается на склонности стали к хладноломкости. Кипящую сталь
определяют по процентному содержанию в ней кремния, который для стали
СтЗ составляет 0,07%.
В конструкциях галерей от нагрузки отмечаются следующие повреж-
дения: трещины и разрывы нижнего пояса в местах заводского стыка и фа-
сонках, трешины по сварному стыковому шву балок пролетных строений,
выгиб решетки ферм из плоскости, значительное искривление верхних поя-
сов и стоек ферм, потеря устойчивости и большие прогибы балок покрытия,
погнутости опор погрузочными и транспортными средствами.
К числу характерных случаев хрупкого разрушения ферм является раз-
рыв растянутого пояса фермы прн низких темперятурах, образование тре-
щин в фасонках (рис. 7.20 а,б).
Для балок пролетного строения трещины возникают в местах концен-
траций напряжений: в опорном узле, в нижней полке и стенке (рис. 7.20 в).
Довольно часто трещины в балках пролетного строения возникают в
растянутой части сварного шва стенки и распространяются затем на саму
стенку балки (рис. 7.20 д).
В большинстве галерей отмечается коррозия стальных конструкций:
равномерная, язвенная и щелевая. Особенно часто коррозия отмечается в
уровне пола галереи (рис. 7.20 г). Щелевая коррозия образуется в полостях
в местах соприкосновения поверхностей сочленяемых элементов. В этих
местах происходит накопление продуктов коррозии, что приводит к выпу-
чиванию листовых элементов (пяанок, накладок, узловых фасонок) и раз-
рушению сварных швов.
В стенах галерей встречаются следующие недостатки: трешины (осо-
бенно в стенах из асбестоцементных листов), щели, разрушение оконных
заполнений, размораживание кирпичной кладки, завышение нагрузки на
галерею из-за непроектной толщины стен.
Недостатками строительства галерей были: дефекты сварных швов, от-
сутствие части болтов в соединении балок пролетных строений на опорах,
недостаточные затяжки болтов и обварки гаек.
126
В стойках часто нс хватает анкерных болтов по сравнению с прогктом.
на фундаментах опор нс выполняется подливка бетона под опорные плиты
стоек галерей, анкерные болты часто не имеют резьбы достаточной длины,
поэтому под гайки подкладывается по 4-5 шайб. В ряде случаев отмечается
значительное отклонение стоек от вертикали. Металлоконструкции в про-
цессе монтажа получают вмятины и искривления.
Рис. 7.20. Повреждения конвейерных галерей:
а - образование трешин в фасонке; б - трещина в зоне стыкового сварного шва рас-
тянутого пояса; в - трещина в нижней зоне балки; г - коррозия элементов фермы.
д - образование трещины по сварному шву в пролетном строении из балок;
1 -трещина; 2 - зона наибольших коррозионных повреждений
Серьезным недостатком строительства является увеличение по сравне-
нию с проектом толщины цементной стяжки и утеплителя для покрытия и
пола. Как показали обследования, вследствие завышения размеров конст-
руктивных элементов, нагрузка на несущие конструкции галереи превыша-
127
лт для плит покрытия на 10-21%, плит пола до 14%, пролетных строений
4-11%. Фактическое увеличение веса конструаиий отмечалось иа многих
обследованных галереях.
К недостаткам эксплуатации галерей относится отсутствие регулярных
квалифицированных обследований иесущих конструкций галерей. Защит-
ная окраска металлоконструкций периодически не возобновляется. Катко-
вые опоры осматриваются нерегулярно и не очищаются от грязи. К элемен-
там галерей подвешиваются оборудование и механизмы, ие предусмотрен-
ные проектом. Применяется гидросмыв просыпей для перекрытий, не за-
щищенных гидроизоляцией от увлажнения.
Конвейерные галереи относятся к ответственным высотным соору-
жениям. Их отказ, как правило, приводит к большим материальным по-
терям.
Аварии галерей имели место наиболее часто в последние два десятиле-
тия, когда стали внедряться в производство мощные скоростные ленточные
конвейеры, а в расчетах галерей до 1968 г. не учитывались продольные на-
грузки от конвейеров. Внедрение мощных конвейеров вызвало увеличение
горизонтальных технологических нагрузок до 8 раз, в то время как переход
на более совершенную методику расчета стальных конструкций снизил за-
пасы прочности до 15%. Возникновению аварий галерей способствовало
изготовление их из кипящей стали, применение иеудачных конструктивных
решений. Ряд аварий галерей был вызван недостаточной несущей способ-
ностью опор из-за расчетных и конструктивных недостатков.
Следует указать, что в отношении конструктивной системы конвейер-
ные галереи представляют повышенную вероятность аварии вследствие
того, что отказ любого элемента ферм или опор приводит, как правило, к
разрушению всего сооружения.
На одной из сибирских ТЭЦ в транспортерной галереи тонливоподачи
произошло хрупкое разрушение стальных конструкций. При понижении
температуры до - 37°С разорвался нижний растянутый пояс фермы пролет-
ного строения в месте его примыкания к узловой фасонке. Конструкции
прн этом не обрушились, потому что в работу включились пространствен-
ные связи между фермами с надстройкой эстакады.
Нижний пояс был запроектирован из двух уголков и вертикального
листа между ними. Конструкции эстакады были изготоалены из стали
ВмСтЗ.
За несколько дней до аварии на нижне.м поясе из-за неисправностей
системы отопления галереи образовались значительные наледи. В момент
разрушения расчетное растягивающее напряжение в разрушенном сечении
нижнего пояса достигло 132 МПа, а с учетом изгиба от наледей 147 МПа,
что значительно меньше расчетного сопротивления стали.
Осмотр конструкций показал, что остаточных пластических деформа-
ций в разрушенном узле нс было; поверхность разрушения имела характер-
ный кристаллический блеск Наличие шевронного узора на изломе позво-
лило установить характер развития хрупкого разрушения сечения. Трсщи-
128
на, возникшая у непровара в конце стыкового шва, пересекла его и через
фланговые швы проникла в уголки поясов.
Разрушение конструкций произош ю при сочетании рята неблагопри-
ятных условий. В течение полутора месяцев до аварии была устойчивая
низкая температура до — 45°С. Стыковые сварные швы в сечении пояса при
изготовлении не были выведены на подкладку и концы их ие обрабатыва-
лись. Сварные соединения разной ширины были сделаны без скосов широ-
кого листа и без подварки корня. Ударная вязкость стали, из которой изго-
товлены листы, была достаточно высокой только при комнатной темпера-
туре и резко уменьшалась при снижении температуры ниже - 20°С Наледи
на нижних поясах ферм создавали дополнительный изгиб поясов и их уда-
ляли периодически путем ударов по ним гири массой 30 кг. Это могло спо-
собствовать хрупкому разрушению растянутого пояса фермы.
Во избежание дальнейшего развития деформаций пролетного строения
к уголкам пояса приварили накладки. Первый этап усиления закончился
через 24 часа после аварии. После этого поврежденные конструкции про-
летного строения заменили новыми с устройством для иих отдельных опор.
Уэлы аварийных ферм опирали иа поперечные балки нового пролетного
строения через клиновидные прокладки.
Стальная трехпролетная конвейерная галерея длиной 54 м имела одну
неподвижную анкерную опору и три упругоподатливые опоры высотой от
9,1 до 18,8 м.
Пролетные строения галереи установлены на горизонтальные плоско-
сти опор. Нижние и верхние пояса ферм пролетных строений соединены с
опорами и это обеспечивало непосредственную передачу продопьных уси-
лий от одной фермы к другой.
Галерея оказалась в аварийном состоянии до завершения ее строитель-
ства вследствие того, что в анкерной неподвижной опоре произошла де-
формация анкерных болтов и срез бетонной опоры (рис. 7.21). Температура
наружного воздуха в это время была -15°С. Стальиые конструкции галереи
монтировали при температуре 22°С.
При обследовании конструкций установлены дефекты проекта и мон-
тажа. В проекте не было указано на необходимость устройства зазора меж-
ду листами рифленой стали пола в месте деформационного шва галереи
Поэтому при производстве работ стальные листы были приварены к балкам
без зазора. Вследствие температурных воздействий возникли значительные
дополнительные горизонтальные усилия на анкерную опору. Ветчину
этих усилий, пренебрегая влиянием промежуточных опор, можно опреде-
лить по формуле;
Q аД.ЕА= 1, 12. 105(22+15).2,1.10-,.55,б 485 кН.
где: а - коэффициент линейного рясшнрсния стали; А, - величина темпера-
турного перепада; Е - модуль упругости стали; А - площадь сечения ниж-
них поясов фермы пролетного строения, равная 55,6 см’.
5 Диагностика
129
1-1
3500
Рис. 7.21. Авария конвейерной галере i:
а - схема галереи, б - повреждение анкерной опоры;
1 - пролетное строение; 2 - анкерная опора
Таким образом на анкерную опору в момент ее разрушения действова-
ло усилие 485 кН вместо 14 кН по проекту. Только благодаря своевременно
принятым мерам авария была предотвращена
7.8. Крановые эстакады
Крановые эстакады применяются для погрузо-разгрузочных работ на
складах готовой продукции заводов стройиндустрии, леса, металла, угля и
других материалов и изделий
Основные конструктивные элементы эстакад: подкрановые конструк-
ции, состоящие из подкрановых балок (стальных или железобетонных),
тормозных конструкций (ферм или балок), кранового пути, колонн с фун-
даментами и связей.
130
Открытые крановые эстакады бывают одно- и многолролетные В кон-
структивноч отношении крановые эстакады представляют собой ряды ко-
поин, иа которые опираются подкрановые конструкции В пределах темпе-
ратурного блока ставят связи по колоннам.
Колонны эстакад рассчитываются в поперечном направлении как сво-
бодностоящие защемленные в фундаменте консольные балки, а в продоль-
ном направлении - как защемленные в фундаментах стойки, шарнирно свя-
занные между собой подкрановыми конструкциями с элементом связей в
середине каждого температурного блока.
В некоторых случаях эстакады проектируют в поперечном направле-
нии в виде одно- и многопролстных рам.
Основными нагрузками на эстакады являются вертикальные н гори-
зонтальные нагрузки от кранов. Учитываются при расчете также нагрузка
от собственного веса конструкций и нагрузка от складируемых материалов
на полу эстакады, ветровая нагрузка и температурные воздействия.
Работа открытых крановых эстакад характеризуется следующими осо-
бенностями. Статическая схема эстакад является более деформативная, чем,
например, схема крановых производственных зданий, вследствие чего возни-
кают большие перемещения колонн. Эстакады эксплуатируются на открытым
воздухе и подвержены атмосферным воздействиям, коррозии, большим пере-
падам температур. Знакопеременная динамическая крановая нагрузка является
преобладающей, что может привести к образованию трещин в подкрановых
конструкциях и хрупкому их разрушению. Значительные нагрузки на пол эс-
такады от складирования различных грузов обуславливают увеличение нерав-
номерных осадок и крена фундаментов. При погрузке крупногабаритных из-
делий возможны повреждения колонн от ударов.
Основными повреждениями крановых эстакад являются: сверхнорма-
тивные отклонения путей от проектного положения в плане и профиле эс-
такады; чрезмерные поперечные деформации колони при проходе крана;
повреждения конструкций подкрановых балок и их креплений.
Сверхнормативными отклонениями путей считаются отклонения в
плане, вызывающие изменение ширины колеи крана более 20 мм и когда
отметки рельсов на противоположных колоннах превышают 20 мм.
Сверхнормативные отклонения могут повлечь заклинивание колес
крана и сход его с рельсов, а вдоль трассы вызывают повышенные колеба-
ния крана при движении, что затрудняет эксплуатацию.
Отклонения крановых путей вызываются обычно неравномерными
осадками и значительными кренами фундаментов из-за деформативностя
грунта со стороны его откоса, замачивания грунта, больших нагрузок на
пол эстакады.
Чрезмерные поперечные и продольные деформации колонн (более
1/2000 высоты колонны) при проходе крана возникают обычно вследствие
недостаточной жесткости колонн и креиа фундаментов, а также большой
деформативности связей.
131
Нс - мнения стальных подкрановых балок заключаются в образовании в
них трещим и коррозии металла. Трещины в подкрановых балках возникают
наиболее часто в местах концентраторов напряжений. Усиленному разруше-
нию подвергаются подкрановые балки с тяжелым режимом работы кранов.
В железобетонных подкрановых балках образуются трещины от сило-
вых воздействий, коррозии арматуры. Особенно подвержены разрушению
места креплений подкрановых балок к колоннам. В этих местах происходит
образование трещин и разрушение сварных швов. Разрушеиию креплений
полк; ановых балок способствует недостаточно качественный монтаж кон-
струкций. »
Повреждение колонн эстакад происходит главным образом вследствие
ударов о них складируемых грузов. Помимо специфических повреждений
конструкций крановых эстакад их разрушение происходит также вследствие
коррозионного воздействия воздушной среды и размораживания бетона.
Открытая крановая эстакада на Сегежском целлюлозно-бумажном
комбинате эксплуатировалась в течение 18 лет. Пролет эстакады 34,5 м,
шаг колонн 18 м, высота от обреза фундамента до верха колони 14,23 м.
Колонны эстакады сборные железобетонные двухветвевые шириной
сечения 2 м, подкраиовые балки стальные высотой сечения 2 м, тормозные
фермы стальные, фундаменты столбчатые с глубиной заложения подошвы
6,4 м В продольном направлении эстакада разбита на температурные блоки
длиной 90 м. В середине температурного блока установлены крестообраз-
ные связи. Эстакада запроектирована под краны грузоподъемностью 30 т
с тяжелым режимом работы. Грунты представлены в виде песчано-
валунной мораны с заполнителем мелким и пылеватым песком.
Через 10 лет с начала эксплуатации эстакады была осуществлена заме-
на кранов грузоподъемностью 30 т на краны грузоподъемностью 20 т, об-
ладающие большей скоростью движения. Примерно в это время было заме-
чено, что незаторможенные краны скатываются к одному концу эстакады,
причем величина осадок каждой колонны была различной.
С целью устранения указанного дефекта была проведена рихтовка
подкрановых балок по вертикали путем подкладки пакета стальных про-
кладок под их опоры После этого стали отмечаться повышенные переме-
щения верха некоторых колонн и подкрановых балок, ускоренный износ
подкрановых путей.
Предварительный осмотр конструкций показал их значительную де-
формативность и износ крановых рельсов, кроме того, рельсы смещались
по верхнему поясу подкрановых балок и имели значительные зазоры в сты-
ках, что вызывало сильные удары в процессе движения кранов. Отдельные
колонны имели заметные иа глаз перемещения верхней части.
Было отмечено повсеместное повреждение элементов крепления верх-
ней части подкрановых балок к закладным деталям колонн, а также связей
поясов тормозных и вспомогательных ферм между собой и к колоннам.
Проведенные замеры перемещений колонн показали, что их пере-
мещения составили в плоскости эстакады 35 мм, а из плоскости 30 мм.
При этом максимальные перемещения верха колонн по СНиП не л- к-
ны превышать Н/2000 — 14350/2000 7,2 мм
Одним из серьезных нарушений характера работы конструкций эстака-
ды явилось изменение узлов крепления подкрановых бвлок к колоннам по
сравнению с проектом, связанное с рихтовкой балок Это привело к повы-
шенным горизонтальным перемещениям и расстройству узлов соединения
балок с колоннами: деформированию и отрыву закладных деталей колонн
надрыву и трещинам в стальных гпастинах соединения опорного реора
балки и колонны, разрыву сварных швов.
Изменения в конструктивном решении узлов повлекли за собой изме-
нение характера работы тормозных и всломогатезьных ферм. Узлы соеди-
нения ферм с балками и колоннами стали расстраиваться или даже просто
выходить из строя в саязи с деформациями решетки ферм и разрывом свар-
ных швов в местах примыкания элементов решетки к колоннам
Осмотр опорных узлов балок показал, что на каждой колонне установлен
пакет прокладок под балку различной высоты Отмечается коррозия нижнего
пояса н стенки до 3 мм, ослаблены соединения торцевых ребер балок друг с
другом, что привело к смещению осей балок относительно осей колонн.
Осмотр крепления верха балок и ферм к колоннам показал, что все они
изменены по сравнению с проектными решениями Сварка закладных дета-
лей балок с деталями колоин некачественная, во многих .местах имеются
трещины.
Элементы тормозных и вспомогательных ферм - пояса, стойки, раско-
сы в месте примыкания к узлам деформированы, саязи элементов с колон-
нами в большинстве случаев отсутствуют.
По результатам обследования принято решение об устройстве допол-
нительных связей по колоннам и креплений балок к колоннам С целью
уменьшения расчетной высоты колонны рекомендовано путем добетониро-
вания подколенника фундамента до первой распорки колонны увеличить
глубииу заделки колонны в фундаменте.
7.9. Дымовые тртбы
Дымовые трубы предназначены для удаления дымовых газов и рас-
сеивания их в окружающей среде до пределов, допустимых санитарными
нормами.
Основными конструктивными элементами дымовых труб являются
фундамент и ствол Ствол трубы заканчивается внизу цокольной частью, а
вверху - оголовком. В цокольной части устраиваются проемы для ввода
боровов (газоходов, дымоходов). Между наружной поверхностью ство, i и
боровами делаются осадочные швы. Ствол труоы часто защищается футе-
ровкой на всю высоту или часть высоты. Нижняя часть ствола может иметь
и теплоизоляцию.
Стволы дымовых труб выполняются кирпичными, жет- бег ИНЫМИ и
стальными.
132
133
Стальные трубы имеют высоту обычно до 60 м. Они устраиваются, как
правило, цилиндрической формы диаметром 1-4,5 м. Толщина стенки тру-
бы составляет 4—12 мм. Стволы стальных труб часто раскрепляются сталь-
ными растяжками в одном или двух уровнях в зависимости от высоты тру-
бы. Стальные трубы термостойки н отличаются удобством возведения, од-
нако подвержены коррозии.
Кирпичные трубы, как правило, выполняются в виде полого усеченио-
го конуса с постоянным уклоном 2-4% к наружной образующей ствола.
Высота кирпичных труб обычно не превышает 120 м. С наружной стороны
ствола трубы по всей его высоте устанавливаются стяжные кольца через
0,7-1,5 м io полосовой стали. Кирпичные трубы тепло- и кислотостойкие и
поэтому долговечны.
При значительных высотах (до 300 м и более) находят применение желе-
зобетонные дымовые трубы. Ствол железобетонных труб также выполняется в
виде усеченного конуса, но с переменным по высоте уклоном образующей
ствола от 7 до 1,5%. Внутренняя поверхность ствола имеет футеровку на всю
высоту, защищая ствол от воздействия тепла и агрессивных газов. Футеровка
выполняется отдельными участками высотой 10-15 м, которые опираются на
консольные выступы ствола. Материалом футеровок служат глиняный кисло-
тоупорный или жаростойкий кирпич. Между футеровкой и стволом трубы вы-
полняется зазор, который при высоких температурах отводимых газов запол-
няется теплоизоляцией. Внутренняя поверхность ствола защищается антикор-
розионными покрытиями из мастик или лакокрасочных материалов.
В настоящее время получили распространение трубы с вентилируемым
воздушным зазором между стволом и футеровкой с естественной или при-
нудительной вентиляцией.
Дымовые трубы рассчитываются на скоростной напор ветра, собствен-
ный вес и воздейстаие температуры. В качестве расчетной схемы дымовой
трубы принимается защемленный в основании консольный стержень по-
стоянного или переменного по высоте кольцевого сечения. Для стальных
труб с оттяжками расчетная схема принимается в виде консольного стерж-
ня. защемленного в основании с упругими опорами в местах оттяжек.
Определение изгибающих моментов в горизонтальных сечениях ствола
трубы производится по деформированной схеме с учетом дополнительных
изгибающих моментов от собственного веса вследствие прогиба трубы от
ветра, температуры, солнечной радиации и крена фундамента.
В кольцевом направлении труба работает на воздействие температур-
ного перепада между наружной и внутренней поверхностью.
Условия работы трубы обусловлены видом производства, в котором
оиа используется, так как на это влияет температура газов, влажность газов,
их количество, скорость прохождения, содержание частиц пыли, химиче-
ский состав газа и конденсата.
Серьезные отступления от проектных предпосылок (например, замена
вида топлива), изготоаление трубы из некачественного материала приводит
к повреждениям, а иногда и к быстрому разрушению трубы.
134
Многие трубы по истечении некоторого времени наклоняются в одном на-
правлении. Причиной этого является неравномерная осадка грунта под фунда-
ментом. одностороннее намокание грунта или его вымывание груктовь ми вода-
ми, а также разрушение фундамента загрязненной кислотами грунтовой воды
Конструкция ствола трубы подвергается вредному химическому н
температурному воздействию отводимых газов. Больше всего агрессивному
воздействию подвергается оголовок трубы.
Осадки, поглощая окисленные газы и пары, которые при выходе из трубы
охлаждаясь, конденсируются, стекают вниз по наружной поверхности трубы,
воздействуя на нее.
Ветры вызывают неравномерное распределение стекаюшего по конту-
ру трубы дождя и из-за этого вызывают неодинаковую ее коррозию, что
приводит к искривлению ствола.
Дымовые трубы являются высотными сооружениями, к которым
предъявляются повышенные требования к надежности, так как их отказ
может вызвать серьезные последствия.
Кирпичные дымовые трубы наиболее часто разрушаются в верхней
части. При разрушении наблюдаются значительные вертикальные трешины
с разрушением кирпича, потерей прочности и сцепления раствора
Характер разрушений оголовка трубы проявляется в виде трещин, в ре-
зультате чего оголовок трубы- может расчлениться на отдельные части.
Возможны разрушения с выпадением отдельных кирпичей.
Разрушение верхней части ствола кирпичной трубы в виде вертикаль-
ных и горизонтальных трещин, разрыва стяжиых колец, выпадения кирпи-
чей создает угрозу потери несущей способности н полного обрушения тру-
бы. Особенно опасными для ствола трубы являются горизонтальные тре-
щины, имеющие длину свыше 1/3 периметра ствола трубы. Основные по-
вреждения кирпичных дымовых труб показаны на рис. 7.22
Разрушение стальных труб происходит, главным образом, из-за корро-
зии. Так, средняя продолжительность работы стальных дымовых труб
котельных без специальной их зашиты не превышает 10 лет.
Основной причиной разрушения стальных труб является наличие в
топливе серы. В газах, образующихся при сгорании сернистого топлива,
содержится сернистый ангидрид, который, соединяясь с влагой, образует
слабую сернистую кислоту.
На более холодных участках трубы, преимущественно в верхней ее
части, происходит конденсация паров, содержащих кислотные соединения
серы. Образовавшаяся кислота вызывает интенсивную коррозию стали
Не последнюю роль в неравномерном разрушении стальных труб игра-
ет и атмосферная коррозия, особенно на химических предприятиях и в про-
мышленных зонах.
На основании обследований стальных труб можно выделить трн зоны
по высоте трубы, различающихся по степени разрушения от коррозии.
Верхняя зона с сильными разрушениями и большим количеством сквозных
135
Рис. 7.22. Повреждении кирпичных
дымовых труб:
1 - приподнятие колпака из-за коррозии футе-
ровки; 2 - выпадение отдельных кирпичей;
3 - трешины и расчленение оголовка;
4 - искривление верхней части ствола из-за
коррозии; 5 - коррозия и разрыв стяжных
колец; 6 - вертикальные трещины; 7 гори-
зонтальные трешины; 8 - крен трубы из-за
неравномерной осадки
отверстий нижняя зона, в которой сталь почти не разрушается, и средняя
переходная зона
Основными повреждениями железобетонных дымовых труб являются
разрушения бетона ствола, трещины, разрушение футеровки от коррозии.
Отслаивание защитного слоя бетона и продольный выгиб вертикаль-
ной арматуры ствола происходят в наиболее напряженных сечениях и в
местах, имеющих строительный брак, и, как правило, наблюдаются в швах
бетонирования. В этих местах имеется пониженная прочность бетона,
крупнопористый бетон и раковины.
Наличие изогнутой вертикальной арматуры служит основным показа-
телем разрушения трубы.
Известен случай, когда
в железобетонном стволе
наблюдались относительные
деформации (подсчитанные
по прогибу арматуры) от
0,05 до 0,1, но труба не раз-
рушилась. При этом проис-
ходило раздробление бетона,
вышележащая часть ствола
получила одностороннюю
осадку и крен. Над местом
разрушения образовалась
вертикальная трещина ши-
риной от 3 до 8 мм.
Разрушение железобе- I
тонных труб обычно проис-
ходит в такой последова-
тельности: шелушение за-
щитного слоя бетона; обра-
зование вертикальных тре-
щин над вертикальной ар-
матурой; отслоение защит-
ного слоя бетона (рис. 7 23),
разрушение защитного слоя
бетона и изгибы вертикаль-
ной арматуры; расслоение
бетона по толшине стенки
ствола, после чего состоя-
ние трубы следует считать
аварийным.
В ряде случаев бетой
ствола разрушается вслед-
ствие вымывания свобод-
ной извести из-за периоди-
136
Рис. 7.23. Отслоение защитного слоя
и коррозия арматуры в железобетонной
дымовой трубе
чсских увлажнений. В крупнопористом бетите обычно пол швами бет
рования в процессе эксплуатации наиболее вероятно «б^оваинетрешюс
отслоение защитного слоя бетона вследствие его ниткои прочности Шов
бетонирования при этом разрушается по всей окружности. Разрушения
швах становятся опасными в том случае, когда они ооразуются во многих
местах по окружности ствола
или в одном месте на длине
более '/« длины окружности
Разрушение трубы может
иметь и яругой характер. При
образовании конденсата, со-
держащего сериую кислоту,
процесс разрушения происхо-
дит изнутри ствола трубы В
этом случае разрушается Фу-
теровка, происходит сс обру-
шение, после чего интенсивно
происходит разрушение бето-
на ствола
Вертикальные трещины в
стволе трубы могут возник-
нуть в результате выгиба вер-
тикальной арматуры от верти-
кальных нагрузок, темпера-
турных перепадов, а также
коррозии вертикальной арма-
туры.
Трещины, образовавшиеся
от выгиба арматуры, являются
наиболее опасными, так как
они сигнализируют о перена-
пряжете! трубы.
Трещины, образовавшие-
ся в результате температурных
перепадов и коррозии армату-
ры, менее опасны. Они определяются по следующим признакам; температур-
ные трещины наблюдаются в тех местах ствола трубы, где защитный слой зна-
чительно увеличен по сравнению с проектом; трещины, образовавшиеся в ре-
зультате коррозии арматуры, узнаются по наштчию коррозионного слоя на по-
верхности арматуры и по потекам коричневого цвета на поверхности бетона
Футеровка дымовых труб является одним из конструктивных элемен-
тов, наиболее подверженных разрушениям. Основными видами разрушения
футеровки являются: потеря прочности раствора, коррозия кирпича и рас-
твора окислами серной кислоты, сульфатизация раствора и кирпича
137
В результате этих воздействий происходит деформация футеровки, об-
рушение ее отдельных частей.
При длительной работе дымовых труб футеровка ствола трубы за счет
сульфатизации раствора н постоянных температурных воздействий имеет
тенденцию к росту по длине и постепенно приподнимает защитный колпак
оголовка. Такое явление становится опасным, так как нарушается целост-
ность колпака, а в отдельных случаях наблюдается падение его звеньев.
На одной из сибирских электростанций дымовая железобетонная тру-
ба высотой 150 м после эксплуатации в течение 12 лет оказалась в аварий-
ном состоянии. •
Бетон в верхней части первого яруса разрушился на участке длиной
7,5 м по окружности высотой 40-70 см на глубину от 2 до 12 см с оголени-
ем вертикальной и горизонтальной арматуры. При этом ствол трубы дал
осадку и вертикальная арматура изогнулась со стрелой прогиба 25 мм. В
указанном месте бетон имел низкую прочность и рассыпался прн легких
ударах молотка. В месте изгиба арматуры труба наклонилась. За 4 месяца
крен трубы увеличился в 1,4 раза, достигнув 35 см.
Проверка журнала бетонных работ, актов на скрытые работы, актов ис-
пытания бетона показала, что по проекту ствол трубы нужно было возводить
из бетона с Кубиковой прочностью 20 МПа на портландцементе марки 400.
Фактически же в указанной части трубы был уложен бетон, приготовленный
на шлакопортландцементе марки 400, хотя действовавшими в то время нор-
мативными документами применение шлакопортландисмента для конструк-
ций, подвергавшихся систематическому многократному замораживанию и
оттаиванию или увлажнению и высыханию, не допускалось.
Прочность бетона в рассматриваемой секции ствола трубы по резуль-
татам испытания стандартных кубиков составляла лишь 11 МПа. Такую
низкую прочность бетонных кубиков строительная лаборатория в свое вре-
мя объясняла неправильным хранением образцов. Поэтому лабораторией
было сделано ошибочное заключение о достаточной прочности бетона тру-
бы. Фактическая же прочность бетона, определенная в месте разрушения,
составляла 11,5 МПа.
Во избежание дальнейшего развития деформаций и с целью ликвидации
аварийного состояния трубы были приняты срочные меры по ее усилению.
Нсквчествеиный бетон выбирали на всю его толшину участками дли-
ной 0,8-1 м от середины дефектной зоны к ее краям. Затем установили спе-
циальную металлическую опалубку - паровую рубашку, в которую уложи-
ли бетон с кубиковой прочностью 30 МПа. По достижении бетоном нс ме-
нее 70% проектной прочности приступали к разборке опалубки и бетониро-
ванию соседнего участка Работы по усилению велись со специальной
подъемной люльки. Во время аварийного ремонта трубу не отключали от
работы.
После выполнения первого этапа работ дальнейший крен трубы пре-
кратился. В последующем было принято решение провести устройство же-
лезобетонной обоймы вокруг трубы.
138
Стальная дымовая труба котельной, обслуживающей производствен-
ные мастерские и труппу жилых домов, после десяти пет эксплуатации под-
верглась сильному разрушению от коррозии.
Труба имела высоту 24 м, диаметр 1 м н толщину стенки ствола 5 мм.
Верхняя часть ее (3-3,5 м) обрушилась и повисла на оставшемся стволе
трубы. Наиболее сильно была поражена коррозией верхняя часть трубы дли-
ной б м, где было много сквозных отверстий и толщина стеики уменьшилась
до 1-1,5 мм. Ниже на следующих шести метрах толщина стеики составляла
1,5-3,5 мм . В пределах 9-10 метров от подошвы трубы первоначальная про-
ектная толщина стенки, составлявшая по проекту 5 мм, не изменилась
Другая стальная труба высотой 36 м, диаметром 1,36 м и толщиной стеи-
ки 8 мм, построенная для небольшой котельной, постоянно работавшая на
жидком топливе, содержащем 1,5-2% примеси серы, с наружной стороны
также подвергалась воздействию выбросов соседнего цеха, содержащих сер-
ную кислоту.
Через 11 лет эксплуатации стенки трубы разрушились от коррозии и
верхний участок трубы длиной 3,5 м обрушился. На упавшей части трубы
было много сквозных отверстий, а толщина ее уменьшилась до 2 мм В ниж-
ней части трубы толщина стенок ствола составляла 7-7,5 мм.
7.10. Вытяжные башни*
Вытяжные башни служат для отвода в верхние слои атмосферы загряз-
ненных газовых и газо-воздушных смесей.
Отводимые агрессивные смеси имеют обычно большую влажность, ино-
гда содержат конденсат н, как правило, не имеют высокой температуры
Основное отличие вытяжных башен от дымовых труб заключается в
разделении технологических и несущих функций, при котором в вытяжной
башне несущие функции выполняет стальная решетчатая башня, а техноло-
гические функции один или несколько газоотводящих стволов. Высота вы-
тяжных башен может достигать 300 м.
Вытяжные башни включают в себя следующие конструктивные элемен-
ты: один или несколько газоотводящих стволов, несущую стальную пашню
состоящую из каркаса, лестниц и технологических площадок, фундаменты.
В строительстве получили распространение два основных типа конст-
рукций башен: с одним или двумя переломами поясов, при этом одна или две
нижние части имеют форму усеченной пирамиды, а верхняя - форму призмы
и башни без перелома поясов или сложной конфигурации (рис 7.24).
Каркас несущей башни выполняется лиоо нз горячекатаных труб, лиоо
из проката. Решетка несущей башни может быть ромбического, крестового и
треугольного типов.
Газоотводящие стволы вытяжных башен представляют собой цилиндри-
ческие трубы большого диаметра, выполненные из коррозионностойких к
Раздел написан по материалам инженера А А. Дооромыслова
139
отводимым газам материалов. В зависимости от химического состава этих
га- в используются такие материалы, как древесина, пластмассы, алюминий,
титан, высоколегированные стали и др.
В зависимости от высоты подхода газоходов к газоотводяшему стволу,
он может опираться либо на самостоятельный фундамент, либо на специаль-
ную решетчатую стойку, либо на несколько диафрагм несущей башни.
Рнс. 7.24. Конструкции стальных вытяжных башен:
а, б - с переломами поясов; в - без переломов поясов башни; 1 - несущая башня;
2 - газоотводяший ствол; 3 - плошадки; 4 - фундамент
140
По всей высоте газоотводяший ствол раскрепляется в уровнях диа-
фрагм несущей башни, ио при этом специальными конструктивными реше-
ниями обеспечивается свобода взаимных вертикальных перемещений газо
отводящего ствола и несущей башни.
Кроме передачи нагрузок с газоотводяших стволов тиафрагмы служат
и для обеспечения жесткости и неизменяемости несущей башни Их также
используют для устройства технологических ллошадок.
В качестве расчетной схемы несущей башни принимается защемлен-
ный в основании решетчатый стержень.
Расчет несущей башни производится на сочетание нагрузок от собст-
венного веса и веса оборудования, гололедных и ветровых нагрузок, воз-
действия перепада температур наружного воздуха.
Основной является ветровая нагрузка, учитывающая статическое и ди-
намическое (от порывов ветра) воздействие иа сооружение. Расчет произ-
водится на несколько характерных направлений ветра. Под воздействием
пульсационной составляющей ветровой нагрузки происходит колебание
несущей башни, что может повлечь усталостное разрушение в виде трещин
в элементах, узлах и сварных швах. Поэтому все элементы проверяют иа
усталость.
Расчетная схема газоотводящего ствола представляет собой иеразрез-
ной стержень трубчатого сечения, шарнирно опертого в уровнях диафрагм
Его расчет производится на нагрузки от собственного веса, ветра я темпе-
ратурные воздействия.
При расчете вытяжных башен из-за наличия в них труб большого диа-
метра необходима проверка на резонанс.
Поскольку вытяжные башни находят применение на предприятиях хи-
мической промышленности, где наблюдается повышенная агрессивность
внешней среды, то стальные конструкции несущей башни подвергаются
интенсивной коррозии.
Как показывают натурные обследования, срок эксплуатации сооруже-
ний без возобновления защитного покрытия составляет 5 лет. если конст-
рукции покрыты эмалью, и 20 лет, если конструкции оцинкованы.
Таким образом, если нс производится регулярная окраска конструкций,
то происходит быстрая потеря сечения всех элементов из-за коррозии.
Интенсивность коррозии по высоте башни непостоянная и может быть
разделена на три зоны. В самой верхней зоне башни коррозия стальных
конструкций происходит под воздействием атмосферных осадков и от тех-
нологических газов, выходящих нз газоотводящего ствола и конденсирую-
щихся на элементах конструкций.
В средней зоне башни коррозия минимальная н происходит она от в<
действия атмосферы воздуха.
В нижней зоне башни коррозия увеличивается под воздействием агрес-
сивных выбросов химического производства, скапливающихся в нижних
141
слоях атмосферы. Особенно сильной коррозии подвергаются открытые
профили элементов башии: швеллеры, двутавры, уголки. Заметная коррозия
происходит на площадках, так как там оседает конденсат н пыль. Особенно
подвержены коррозии балки площадок, расположенные под настилом, так
как с них затруднено удаление влаги.
Наблюдается также коррозия элементов между профилями, плотно
Прилегающими друг к другу. В этом случае при попадании между ними
влаги происходят щелевая коррозия, при которой увеличение продуктов
коррозии между элементами вызывает выпучивание профилей, что приво-
дит к появлению изгибающих моментов за счет образования в них допол-
нительных эксцентриситетов.
Коррозия узлов соединений элементов приводит к появлению концен-
траторов напряжений в сварных швах в виде кратеров и трещин.
В результате агрессивного воздействия внешней среды происходят
разрушение верхнего защитного слоя бетона фундамента. Если в грунт во-
круг сооружения попадают сточные воды, может произойти просадка фун-
дамента, а также разрушение его подземной части, что приводят к крену
сооружения.
В результате 20-летней эксплуатации вытяжной башни на Воскре-
сенском химическом комбинате Московской области ее конструкции полу-
чили значительные повреждения.
Башия представляла собой свободностоящую четырехгранную решет-
чатую стальную конструкцию высотой 140 м, опирающуюся иа железобе-
тонный фундамент.
Базовый размер несущей башни в основании составлял 20 м. До отмет-
ки 120 м несущая башня представляла собой усеченную четырехгранную
пирамиду, а выше четыреагранную призму с расстоянием между осями
поясов 4 м. Пояса и элементы решетки квркаса башни изготовлены из про-
ката: из толстолистовой стали, уголковой стали, двутавров и швеллеров.
Все элементы несущих конструкций изготовлены из стали марки ВСтЗ.
Газоотводяший ствол выполнен в виде стальной цилиндрической обо-
лочки диаметром 2 м толщиной 8 мм, опирающийся на отметке 7,5 м иа
металлическую пространственную конструкцию, воспринимающую его вес.
При эксплуатации вытяжной башни на комбинате ее конструкции под-
вергались воздействию содержащихся в атмосфере воздуха газов среднеаг-
рессивного воздействия. Для установления технического состояния башин
было проведено се натурное обследование.
Визувльный осмотр конструкций башин производился с подвесных
1юлек, перемещающихся вдоль граней башни с наружной стороны и с тех-
нологических площадок как инвентарных, так и специально установленных
для осмотра узлов башни.
В ходе обследования конструкций выявлялось состояние элементов и
узлов несущего каркаса, дефекты сварных и болтовых соединений, состоя-
142
кие антикоррозионной зашиты. Была проведана геодезическая съемка от-
клонений конструкций несущего каркаса башии в пространстве от их
проектного положения методом аналитической фотограмметрии.
В ходе обследования вытяжной башни были установлены следующие
механические повреждения: погнутость раскосов и распорок во время мон-
тажа; некачественное выполнение отдельных сварных швов (недовары,
кратеры, подрезы, шлаковые включения); разрушение верхнего слоя бетона
фундамента.
Основные несущие элементы стальных конструкций были поражены
сплошной и язвенной коррозией, приводящей к уменьшению плошали по-
перечного сечения элементов до 10% в поясах, до 20% в раскосах и фасон-
ках, до 40% в распорках, до 45% в площадках и до10% в лестницах
Практически отсутствовало во всех элементах антикоррозионное за-
щитное покрытие, что приводило к их интенсивному разрушению. Так. за
20 лет эксплуатации произошло уменьшение толщины полки швеллера не-
защищенного антикоррозионным покрытием на 10 мм, т.е. скорость проте-
кания процесса разрушения составила с каждой стороны 0.25 мм/год.
Наиболее интенсивная коррозия стальных конструкций наблюдалась в
местах опирания на столики элементов диафрагм в нижней части башни, а
также сильная очаговая коррозия балок площадок в местах приварки насти-
ла, распорок и раскосов к фасонкам.
Проверка отклонения конструкций в пространстве по отношению к про-
ектному положению показала, что несущая башия в целом имеет прогиб в
направлении северо-восток, достигающий максимальной величины 581 мм на
отметке 135 м, который в 4,5 раза превосходит допустимый нормами предел.
Указанное отклонение от проектной величины может быть вызвано как нека-
чественным монтажом конструкций, так н осадкой фундамента
Расчет иа прочность и устойчивость конструкций несущей башни с
расчетной схемой, принятой в проекте, ие выявил перенапряжения металла
Однако при расчете элементов конструкций с учетом фактических проги-
бов элементов была выявлена недостаточная их несущая способность.
В результате расчетов на усталостную долговечность от циклического
нагружения ветровой нагрузкой выявлена недостаточная прочность свар-
ных стыков поясных элементов, что в дальнейшем может привести к за-
рождению в них усталостных трещин.
На основании оценки технического состояния конструкций н учитывал
20-летннй срок эксплуатации сооружения, был сделай вывод о невозмож-
ности дальнейшей эксплуатации вытяжной башни без проведения капи-
тального ремонта Однако, учитывая сложность и высок)ю стоимость про-
ведения работ по капитальному ремонту, было принято решение по частич-
ному демонтажу вытяжной башни. В результате частичного демонтажа
башни до отметки 80 м усиления отдельных ее элементов и окраски щеч
конструкций башня была признана годной для дальнейшей эксплуатации.
143
7.11.Градярин
Для охлаждения воды в оборотных системах технического водоснаб-
жения используются градирни. Принцип охлаждения заключается в том,
что проходящая сквозь градирню вода разделяется иа тонкие пленки и кап-
ли, благодаря чему увеличивается поверхность охлаждения, продуваемая
потоком воздуха При этом температура поступающей в градирню воды
снижается на 10°С.
В зависимости от способа охлаждения различают градирни на башенные,
в которых, благодаря наличию вытяжной башни, создается естественная тяга
воздуха, и вентиляторные, в которых тяга создается вентиляторами (рис. 7.25).
Башенные градирни состоят из вытяжной башни, водоохладительного
устройства и водосборного бассейна.
Вытяжные башни бывают из монолитного и сборного железобетона, а
также в виде пространственного стального каркаса, обшитого асбестоце-
ментными листами или дереаянными щитами. Нижнюю зону всех башен-
ных градирен выполняют в виде наклонной или вертикальной колоннады,
позволяющей осуществлять доступ наружного воздуха в вытяжную башню.
Водоохладительныс устройства башенных градирен состоят из сборно-
го железобетонного каркаса, на котором устанавливаются баоки ороеителя.
Водосборный бассейн представляет из себя заглубленный иа 1,5-2 м
открытый резервуар, выполняемый в монолитном железобетоне. Конструк-
тивно водосборный бассейн используют также и как фундамент башни.
Вентиляторные градирни, собираемые из отдельных секций, предна-
значены для охлаждения значительно меньших количеств воды.
Вентиляторные градирни состоят из каркаса, несущего баоки оросите-
ля, вентиляторную установку и водосборного бассейна Каркас выполняет-
ся в сборном железобетоне, обшивка из деревянных шитов или асбестоце-
ментных листов, водосборный бассейн из монолитного железобетона
Градирни эксплуатируются в чрезвычайно неблагоприятных условиях
иа открытом воздухе, при интенсивном увлажнении и периодической смене
температуры воздуха и охлаждаемой воды. К бетону конструкций предъяв-
ляются повышенные требования к морозостойкости. Стальные конструкции
подвергаются интенсивной коррозии.
Расчет башенных градирен производится на нагрузки от собственного
веса конструкций, веса воды, заполняющей лотки, веса оросительных уст-
ройств. на ветровую нагрузку, вызывающую наибольшие усилия в элемен-
тах башни. Ветровую нагрузку определяют как для высотных сооружений с
учетом динамического воздействия от порывов ветра
Статический расчет железобетонных башен производят как оболочек
вращения соответствующего очертания; стальных конструкций башен - как
пространственной сетчатой конструкции.
Вентиляторные градирни рассчитывают как рамные конструкции.
Проведенные обследования железобетонных градирен показали, что
бетон в них находится в очень тяжелых условиях работы, подвергаясь воз-
144
действию оборотных вол. переменных температур, многократному замора-
живанию и оттаиванию, высушиванию и увлажнению.
Наиболее опасным для бетона градирен является
менното замораживания и оттаивания, число которых может достигать не-
сколько сотен циклов.
Рис. 7.25. Конструкции градирен:
а — каркасная градирня; б - железобетонная башенная градирня; в — вентиляторная
градирня; 1 - отводящий водовод; 2 - подводящий водовод; 3 - ороситель, 4 - об-
шивка башни градирни; 5 - металлический каркас башни; 6 - водосборный бассейн.
7 - железобетонная оболочка; 8 - опорная колоннада; 9 - алюминиевый тепловлаго-
зашнтный экран; 10- вентилируемый зазор; 11 - вентиляционные окна. 12 - об-
шивка; 13 - диффузор; 14 - вентилятор; 15 - перекрытие; 16 - водоуловительныс
решетки; 17 - каркас
145
u. v-ашеиных градирнях интенсивному разрушению подвергается в
первую очередь железобетонная оболочка преимущественно в зоне, рас-
положенной несколько выше середины башни, а также стойки опорной
колоннады.
В вентиляторных градирнях разрушаются в первую очередь железобе-
тонные конструкции, расположенные в зоне входных окон и наружные ог-
раждения стен и покрытий. Железобетонные конструкции внутри вентиля-
торных градирен находятся в лучших условиях работы.
Разрушение башенных градирен происходит в следующей последова-
тельности. ’
Вначале наблюдаются зоны фильтрации и выщелачивания бетона обо-
лочки. На наружной поверхности оболочки образуются потоки конденсата.
Мифация влаги сперва происходит через рабочие швы бетонирования, а
потом к толщу бетона. Ее замерзание и оттаивание вызывает разрушение
бетона в этих местах. Причиной этому является некачественная обработка
рабочих швов бетонирования, плохое уплотнение бетона и применение бе-
тона без активных добавок.
Дальнейшее разрушение бетона оболочки приводит к отслаиванию
торкрета со стороны внутренней поверхности, разрушению защитного слол
бетона, обнажению арматуры и ее коррозии, образованию сквозных отвер-
стий в оболочке. Помимо оболочки происходит разрушение бетона от раз-
мораживания опорной колоннады.
Наиболее распространенными недостатками гиперболических башен-
ных железобетонных градирен были следующие: в стыках бетонирования
происходит миграция влаги, ее замерзание и оттаивание, выщелачивание
бетона, потеки конденсата на наружной поверхности оболочки, отслаива-
ние защитного слоя, коррозия арматуры и стальных элементов, наличие
отдельных сквозных отверстий в оболочке градирен. Указанные дефекты
вызваны недостаточно морозостойким бетоном, плохой обработкой швов
бетонирования и бетоном плохого качества вследствие трудности его уп-
лотнения при толщине оболочек градирен 14 см и двойной арматуре.
Имеет место разрушение защитного слоя бетона и коррозия арматуры
опорного и верхнего колец жесткости и наклонной колоннады.
В водосборных бассейнах отмечается разрушение защитного слоя бе-
тона колонн, стен и днища с обнажением и коррозией арматуры.
Для башенных градирен со стальными каркасами имеет место корро-
зия стальных конструкций каркаса, особенно в верхних ярусах и местах
опирания стального каркаса на железобетонный фундамент. Скорость кор-
розии стальных конструкций фадиран на промышленных предприятиях
прн отсутствии антикоррозионных покрытий может достигать 0,5 мм/год.
В течение 5-10 лет обычно происходит разрушение и обрушение дере-
вянных шитов обшивки градирен, а также разрушение асбестоцементных
листов обшивки.
Для конструкций вентиляторных градирен отмечается разрушение
защитного покрытия и коррозия закладных деталей и соединительных
146
элементов сборных железобетонных конструкций, сквозные разрушения
железобетонных панелей ограждения, повышенная вибрация каркаса гра-
дирен от плохой центровки вентиляторов или малой жесткости колонн
каркаса.
Для выяснения причин преждевременного разрушения бетона в гипер-
болических башенных градирнях были проведены натурные обследования
трех градирен на ТЭЦ Мосэнерго.
Было отмечено, что вскоре после сдачи в эксплуатацию градирен в го-
ризонтальных рабочих швах бетонирования появились потеки, а после пер-
вой зимы признаки разрушения бетона в оболочках и сборных колоннах
При обследовании было установлено, что большая часть гидроизоля-
ции из битума разрушена, а в рабочих швах , усадочных трещинах и в мес-
тах недоброкачественного и неплотного бетона оболочки происходит вы-
щелачивание извести. Качество бетона в рабочих швах во многих местах
неудовлетворительное. На поверхности бетона с внутренней стороны обо-
лочки образовались выщерблены. На наружной стороне оболочки наблюда-
лось расслоение бетона иа глубину 10-15 мм.
После первой зимы в некоторых сборных железобетонных колоннах
появились признаки разрушения бетона, а после второй зимы колонны оказа-
лись в неудовлетворительном состоянии вследствие оголения арматуры.
Был отмечен большой разброс прочности бетона в оболочке градирни
от 14 до 54 МПа. Большой разброс прочности бетона указывает на низкое
качество изготовления, а также на изменение механических свойств в усло-
виях эксплуатации.
При недостаточной начальной плотности и морозостойкости бетон по-
степенно разрушался. При длительном вибрировании бетона при изготов-
лении пояса оболочки крупные заполнители перемещаются вниз, а цемент-
ное тесто вверх, что способствует образованию большого количества уса-
дочных трещин и повышенной пористости в верхней части пояса.
Наиболее уязвимой является зона горизонтального рабочего шва обо-
лочки. Обследование показало, что прочность бетона в них после двух лет
эксплуатации снизилась на 20%.
Наибольшие изменения происходили в бетоне верхней части оболочки
в связи с тем, что условия эксплуатации ее намного тяжелей, чем нижней,
что саязано с резким перепадом температуры в теле бетона, многократным
замораживанием и оттаиванием и меньшей толщиной оболочки.
В местах, где горизонтальная арматура располагалась близко от по-
верхности оболочки, имелись трещины с шириной раскрытия до 2 мм, в
которых происходила коррозия арматуры.
В башенной градирне Камского автозавода основание ее бассейна
подверглось морозному пучению Сооружение готовилось к сдаче в экс-
} плуатацию.
Градирня конструктивно была расчленена иа две относительно
самостоятельные части: металлическую каркасную шестнадцатиугольиую в
| плане башню диаметром б 1 м высотой 64,5 м, опирающуюся иа 16 столбча-
147
т . . ндаментов, заглубленных на 1 м ниже днища бассейна и монолит-
ный железобетонный щестнадцатиугольный в плане бассейн диаметром
<4 м, иа днище которого опирались железобетонные конструкции оросите-
ля (рис 7 26).
Заглубленное днище бассейна ограничено ступенями фундаментов
башни, от которых стенки бассейна отделены деформационными швами.
Температурно-осадочные швы в стенках и днише бассейна проектом не
пред)' матривались.
Рис. 7.26. Повреждения в железобетонной башенной градирне
от пучения грунтов:
а - план бассейна: б - разрез: в - осадки колонн по 1-1 в мм; I - трещина в днище
бассейна- 2 - трешины в колоннах оросителя. 3 - трещины в балках оросителя;
4 - насыпные грунты; 5 - бассейн градирни (колонны условно не показаны);
6 — башня градирни
148
Смонтированные на днище бассейна фундаменты колоин оросителя
образуют единое целое с лнишсм за счет омоиоличиваиия слоем бетона
толщиной 5-10 см, укладываемо! о для создания требуемых уклонов.
Каркас оросителя смонтирован из колони сечением 30x30 см и балок
радиальных и секторных. Жесткость каркаса обеспечивалась сваркой и
омоиоличиванием балок и колоин, образующих пространственную рамную
конструкцию.
По действующим нормам грунты основания градирии могут быть от-
несены к сильно пуч инистым, уровень грунтовых вод близок к отметке ос-
нования бассейна.
В середине февраля месяца при обследовании конструкций градирии в
местах защемления колонн оросителей в фундаменты были обнаружены
трешины шириной раскрытия от 1 до 6 мм.
Радиальные балки в месте стыка с колоннами имели трешины с раскрыти-
ем 1-3 мм. Сцепление закладных деталей колони с бетоном в местах примыка-
ния балок было нарушено. На выступающих угловых участках стен бассейна,
примыкающих к фундаментам башни, раскрылись косые трещины шириной
1-7 мм, сходящиеся в углу. В днище бассейна имелась трешина с шириной
раскрытия 1-3 мм. Несколько позднее было замечено, что проходящие в ради-
альном направлении трубопроводы зависли на 30-40 мм над опорами.
Освидетельствование основания с помощью шурфов показало, что не-
смотря на наличие бетонного днища толщиной около 50 см и относительно
теплую зиму, грунты оказались промороженными на глубину 1 м. Верхний
слой грунтов естественного сложения мощностью 0,7 м имел слоистую струк-
туру с видимыми прослоями льда от 1 до 6 мм- Для данного слоя было харак-
терным чередование прослоек грунта и льда примерно одинаковой толщины.
Суммарная мощность прослоев льда в слое составляла около 250 .мм
Пучение верхнего слоя промороженных насыпных грунтов имело ана-
логичный характер, ио прослойки льда за исключением единичных были
значительно тоньше, а с глубины 0,6 м текстура грунта мало отличалась от
естественной.
Для предотвращения дальнейших деформаций конструкций было при-
нято решение о заполнении бассейна теплой водой, что значительно сокра-
тило сроки оттаивания грунтов.
Результаты контроля осадок колонн по радиусу приведены на рис 7 26 в.
Принимая процесс осадок обратным процессу пучения грунтов и поднятию
днища, непосредственной причиной деформаций конструкций следует считать
значительную разность вспученных насыпных грунтов, расположенных по
краю бассейна, и грунтов естественного сложения под днищем бассейна, кото-
рая в рассматриваемом случае превысила 100 мм
Анализ повреждений конструкций указанной выше градирни показы-
вает, что при проектировании градирен указанного типа на пучиимстых
грунтах следует во время производства работ учитывать возможность про-
мораживания грунтов под днищем бассейна и принимать мероприятия по
устранению сил пучения.
149
8. ПОВРЕЖДЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ ОТ ДИНАМИЧЕСКИХ
НАГРУЗОК И СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Динамические нагрузки возникают при ударах или равномерных и не-
равномерных колебаниях (вибрациях). Они вызываются землетрясениями,
взрывами, работающими иа перекрытиях или вблизи здания оборудовани-
ем, строительными механизмами, движением транспорта и др.
Повреждения от динамических нагрузок в конструкциях возникают в
виде трещин и разрушений, деформаций, препятствующих нормальной
эксплуатации сооружения ’
Повреждения сооружений при землетрясениях возникают при колеба-
ниях грунтов.
8.1. Повреждения от динамических нагрузок
Работа многих машин, применяемых в промышленности, связана с
развитием динамических сил, вызывающих вибрацию несущих конструк-
ций, что приводит иногда к усложнениям при эксплуатации сооружений.
Осложнения эти связаны ие только с опасностью разрушения конструкции
от вибраций. Часто, не вызывая опасных напряжений в материале, вибра-
ции все же являются недопустимыми, так как оии нарушают нормальный
процесс производства.
О колебаниях судят по их характеристикам (рис. 8.1): амплитуде а, мм,
периоду Т, сек, частоте п - 1/Т, 1/сек (Гц), амплитуде скорости v - 2лпа,
мм/сек, амплитуде ускорения w - 4л2п2а, мм/сек
Рис. 8.1. График записи колебаний конструкции:
а - амплитуда; Т - период
Разрушения от динамических нагрузок довольно редки. Разрушению
наиболее часто подвергаются кирпичные стены от сотрясений, так как
кладка обладает малой прочностью на растяжение и сдвиг. На рис. 8.2 а
показано разрушение кирпичной кладки двухэтажного здания, вызванное
работой копров вблизи здания при строительстве. При этом трещины в кир-
пичных стенах имели хаотичный характер.
150
Рис. 8.2, Повреждения при динамических нагрузках:
а - повреждение кирпичной кладки стен двухэтажного здания от работы копра;
б - разрушение фундамента под турбогенератор от вибрации; в - вибрация пяти-
этажного жилого дома от работы компрессора; 1 - трешнна; 2 - турбогенератор;
3 - компрессор; 4 - размах колебаний
151
На рис 8 2 6 показано образование трешины в железобетонном фунда-
менте турбины Вибрация фундамента с амплитудой всего лишь в 0,05-0.06 мм
вследствие большой жесткости его элементов (стенок) оказалась разруши-
тельной для конструкции. В одном из сечений стенки фундамента, где имел
место перерыв в бетонировании, образовалась сквозная трещина, раскры-
вавшаяся и закрывавшаяся прн каждом обороте машины (т.е 3000 раз
в 1 минуту) с размахом 0,02 мм.
Вибрации пятиэтажного жилого дома (рис 8.2 в), вызывавшиеся рабо-
той компрессора, расположенного иа расстоянии 200 м от здания, так дей-
ствовали иа самочувствие жильцов, Ч*го они опасались разрушения дома и
требовали остановки компрессора. Между тем амплитуды колебаний в
верхией части здания составляли лишь 0.07-0,09 мм.
Наибольшую опасность для прочности конструкций представляет
разрушение их от усталости материала
Проверку прочности конструкции иа действие вибрационных нагрузок
можно оценить используя результаты расчета конструкций на прочность
прн статических расчетах по формуле (38]:
N<y(NJ.
где N - усилие в конструкции от нагрузок . [N] - несущая способность
конструкции, у - поправочный коэффициент, учитывающий работу мате-
риала на повторную нагрузку, равный
_________________1________________
Г (Р3, +ач,)'2-(ра, -acp)N„, ’
но не более 1,
N—.» - соответственно минимальное и максимальное значение
усилий, возникающих в сечении;
а>. - коэффициенты, характеризующие физико-механические свой-
ства материалов;
р - коэффициент, характеризующий тип конструкции при ее работе на
динамическую нагрузку.
Значения коэффициентов а„ и р приведены в табл. 8.1.
Многочисленные обследования колебаний эксплуатируемых сооруже-
ний. а также расчеты иа прочность строительных конструкциях при коле-
баниях показали, что в большинстве случаев необходимость уменьшения
уровня колебаний конструкций определяется физиологическим воздействи-
ем колебаний на людей или производстаеииыми условиями работы обору-
дования.
Характеристики воздействий колебаний на людей в зависимости от
скорости и ускорения гармонических перемещений с амплитудой не более
1 м.м приведена в таблице 8.2
152
Таблица 8 1
Материал и тип конструкции ас« я. Р
1. Стальные конструкции (ВСтЗ):
- цельные элементы постоянного сечения 0.5 1.5 1
- сварные соединения встык 0.5 1.5 1,4
- сварные соединения внахлестку при. 0.5 1.5 1.1
тооовых швах 0.5 1.5 22
фланговых швах 0.5 1.5 3.4
2 Железобетонные конструкции:
- прн проверке прочности по бетону 1 3 1
- при проверке прочности по арматуре 0.6 3.7 1
3. Деревянные конструкции:
- элементы сплошного сечения без ослабления 0.7 2.5 1
-прн осльблснин сечения по всей его высоте в плоскости изгиба 0.7 2.5 1.4
В случае, если к колебаниям промышленного сооружения не предъявляются
требования, определя.мь е санитарными нормами или технологическими усло-
виями производства, то помимо ограничений колебании по несущей способности
должны предъявляться требования ограничения динамического прогиба.
Таблица 8 2
Характеристики воздействия колебаний на тюдей [94]
Характеристики воздействия на людей Для частот от 1 до 10 кол/сек Для частот от 10 до 100 кол, сек
Предельное ускорение колебаний в мм/ сек2 Предельная скорость колебаний в мм/сек
1. Не ошугимы 10 0,16
2. Слабо ощутимы 40 0.64
3. Хорошо ощутимы 125
4. Сильно ощутимы (мешают) 400 6,4
5. Вредны при длительном воздействии 1000 16
6. Безусловно вредны Более 1000 Более 16
Это требование основывается иа необходимости обеспечения доста-
точной жесткости сооружения.
В таблице 8.3 приведены данные по ограничению колебаний строи-
тельных конструкций предельно допустимым динамическим прогибом
Недопустимым также считается, когда в конструкциях могут проявляться
явления резонанса прн совпадении частоты колебания конструкции с частотой
собственных колебаний конструкции. Обычно это явление устраняется за счет
изменения частоты собственных колебании конструкции прн ее усилении.
153
Таблица 8.3
Амплитуды колебаний конструкции, соответствующие предельно допустимому
динамическому прогибу [94]
Частота. Гц Амплитуда, мм Частота, Гц Амплитуда, мм
1 10 10 0.1
2 2.5 15 0,067
3 1,111 20 0.05
4 0.626 25 0.04
5 0.4 50 02
6 0,278 75 0,013
7 0.156 100 0.01
8.2. Повреждения от сейсмических воздействий
При анализе механизма землетрясения в настоящее время предполага-
ется, что земная кора состоит из разиопрочных блоков-плнт. в которых по
мере накопления напряжений происходит скачкообразное движение. Ука-
занное движение блоков вызывает колебания поверхности земли
Траектория движения почвы в пространстве при колебаниях, как по-
казывают инструментальные измерения, представляет собой беспорядоч-
ную кривую и содержит как вертикальные, так и горизонтальные состав-
ляющие. С удалением от очага (эпицентра) горизонтальная составляющая
все более превалирует над их вертикальной составляющей.
Амплитуды колебаний грунтов зависят от его вида и составляют для
скальных грунтов 2-5 мм, для глин до 3 см, в илистых и насыпных грунтах
могут доходить до несколько десятков сантиметров.
К повышению ускорений колебаний, что является неблагоприятным
для сооружений, приводит наличие высоко расположенных грунтовых вод.
Весь процесс землетрясения длится 10-40 секунд, и за это время несу-
щие конструкции получают 20-50 кратковременных нагружений.
Как правило, после сильного землетрясения происходят в течение не-
скольких месяцев повторные толчки. Эти толчки постепенно ослабевают,
хотя отдельные последующие толчки по силе могут приближаться к основ-
ному землетрясению. Повторные толчки могут вызвать окончательное раз-
рушение сооружения, поврежденного первым землетрясением.
Вблизи эпицентра землетрясения (область, составляющая диаметр око-
ло 10 км) преобладают вертикальные колебания, в то время как за предела-
ми данной области преобладают горизонтальные колебания, которые и
учитывают при проектировании.
Энергия землетрясения, выделяющаяся в его очаге, оценивается по
шкале магнитуд, разработанной Ч. Рихтером, а также по международной
шкале МКС, разработанной С.В. Медведевым.
Шкала магнитуд основана иа измерении максимальной амплитуды ко-
лебаний, записанной на сейсмографе на расстоянии 100 км от эпицентра.
154
Магнитуда определяется как десятичный логарифм амплитуды наибольше-
го колебания грунта.
Оценка землетрясения по шкале МКС производится по 12-бальнои
шкале. Величина баллов связана с ускорением колебаний w и скоростями и
я принимается: для 7 баллов и» - 50-100 см/сек2, v — 4-8 см/сек, для 8 бал-
лов w = 100-200 см/сек2, v • 8-16 см/сек;
для 9 баллов w - 200-400 см/сек2, v = 16-32 см/сек
Землетрясения силой 6 и менее баллов не вызывают опасных повреж-
дений в сооружениях и поэтому могут не учитываться при проектировании
сооружений.
Бальность землетрясений оценивается по показаниям приборов или по
повреждениям, которые они оказывают иа сооружения.
Степень повреждения сооружений при землетрясении зависит от силы
землетрясения в баллах, грунтовых условий площадки строительства, раз-
мера и конструкций сооружения, прочности материалов.
При обследовании ватором сооружений после Спитакского землетря-
сения в Армении в 1988 г. силой до 9 баллов были выявлены следующие
характерные повреждения; потеря общей устойчивости сооружения (опро-
кидывание, сдвиг) (рис. 8.3, 8.4), разрушения кирпичных стен н перегоро-
док (рис. 8.6), повреждения связей, подвижка н разрушение стеновых пане-
лей (рис. 8.5), разрушение сжатой зоны железобетонных колонн с выпучи-
ванием арматуры, разрушение опорных зон балок, ферм, подкрановых ба-
лок (рис. 8.7), деформации подкрановых балок в плане, разрушение ребри-
стых плит с отрывом полок от продольных и поперечных ребер, искривле-
ния сжатых стоек и местные разрушения верхнего пояса ферм с оголением
рабочей продольной арматуры, смещение с опор плит покрытия, балок, раз-
рушения сварных соединений стальных ферм н выгиба в горизонтальной
плоскости их нижних поясов, полное разрушение одноэтажных и много-
этажных производственных зданий (рис. 8.8 и 8.9), кирпичных и железобе-
тонных жилых зданий, сборных силосов (рис. 8.10), монолитных дымовых
труб (рис. 8.11). Указанные повреждения были вызваны неудачными конст-
руктивными решениями, низким качеством материалов и работ.
Обобщение данных в области промышленного строительства (32], по-
лученных на основе анализа последних сильных землетрясений (Джам-
бульское, Таллинское, Карпатское, Спитакское), показало, что наибольшее
повреждения получили промышленные здания с железобетонными
конструкциями.
Здания со стальными конструкциями после землетрясения находились
в удовлетворительном состоянии, а инженерные сооружения - в относи-
тельно хорошем состоянии.
В промышленных зданиях с железобетонными конструкциями
наиболее были подвержены повреждениям каменные перегородки и сте-
ны. Их разрушение происходило вследствие косых и диагональных тре-
щин, полного обрушения перегородок и стен, отрыва стен от каркаса
здания (рис. 8.12).
155
ч
Рнс. 8.3, Опрокидывание стальной мачты (Спитакское землетрясение)
Рнс. 8.4. Сдвиг стального резервуара Рнс. 8.5. Подвижка железобетонных
с постамента (Спитакское
землетрясение)
стеновых панелей здания при
зеи> етрясении
156
Рис. 8.6. Частичное обрушение кирпичных сте i жилого дома
(Спитакское землетрясение). Стены и перекрытия не были связаны вместе
В этом отношении хорошо зарекомендовали себя конструкции панель-
ных стен. Хотя отмечалась подвижка стеновых панелей, выкрашивание рас-
твора из швов, но эти стены играли роль как бы гасителей колебаний карка-
са (при их подвижке происходило поглощение энергии) и они оказывали
благотворное влияние на весь каркас здания.
При повреждении колонн зданий образовывались нормальные и на-
клонные трещины, срез колонн, возникали трешины в консолях колонн,
происходило разрушение сжатой зоны колони с выпучиванием всей про-
дольной арматуры, смещение колонн от вертикального положения.
В железобетонных балках и ригелях разрушались узлы крепления на
опорах, появлялись и наклонные трещины в приопорной части, происходи-
ло падение отдельных балок.
Плиты покрытий и перекрытий разрушались в зоне их опирания с об-
разованием продольных трещин в ребрах. Наблюдалась подвижка плит от-
носительно друг друга и падение плит от расстройства опор.
В зданиях со стальным каркасом происходила потеря устойчивости в
отдельных элементах ферм, выпучивались фермы нз плоскости, разрыва-
лись отдельные связи, падали железобетонные плиты покрытия.
В инженерных сооружениях в отдельных случаях наблюдались обруше-
ния сборных железобетонных силосов, деформации опор под технологические
трубопроводы, разрушения железобетонных и каменных дымовых труб, пеше-
ходных галерей, перегородок и водоводных лотков в аэротенках, смещение
стальных резервуаров, вертикальные трещины до 5 см в подпорных стенах
157
выпучиви не арматуры
Рнс. 8.7. Разрушение железобетонных кололи от сейсмических воздействий:
а - многоэтажных здании; б - одноэтажных промзданий.
Рис. 8.8. Обрушение покрытия од поэтажного
промздання (Спитакское землетрясение)
158
Такие повреждения сооружений были вызваны несоответствием фак-
тических действующих усилий в конструкциях от сейсмических воздейст-
вий расчетным, неудачными конструктивными решениями конструкций н
узлов спряжений, низким качеством изготовления.
Несоответствие фактически действующих усилий в конструкциях соору-
жений расчетным при землетрясениях объясняется занижением сейсмической
Рис. 8-9. Разрушение многоэтажного
промышленного здания (Спитакское
землетрясение)
рукций (общий коэффициент надежности) нс более 2,
Сальности района, недоучетом раз-
личных форм колебаний сооруже-
ния, неправильно принятой расчет-
ной схемой конструкций и всего
сооружения в целом.
Расчетная сейсмичность рай-
она занижается из-за недостаточ-
ной достоверности данных о зем-
летрясениях. Сейсмичность мик-
рорайона может повышаться или
понижаться на один балл в зави-
симости от местных грунтовых
условий района.
Наблюдения автора относи-
тельно жилых здания в г. Ленина-
кане в Армении показало, что
имелись сильные различия в по-
вреждениях зданий одинаковой
конструкции, расположенных на
расстоянии несколько сот метров.
Занижение расчетной сейс-
мичности на один балл по сравне-
нию с фактической (что имеет до-
вольно большую вероятность) вы-
зывает увеличение сейсмических
нагрузок на сооружение в 2 раза.
Поскольку запас прочности конст-
такое превышение
должно приводить отдельные конструкции в аварийное состояние.
Не .менее важно соответствие расчетных предпосылок фактической ра-
боте сооружения.
По СНиП 11-7-81 при расчеге большинства конструкций сооружений до-
пускаются остаточные деформации, трещины, повреждения отдельных эле-
ментов. Имеется в виду, что значительные пластические деформации и боль-
шая гибкость позволяют существенно (в 4 раза) снизить сейсмические силы.
Анализ обрушения нескольких многоэтажных промышленных зданий
в Армении показал, что все разрушения произошли по сварным стыкам
сборных конструкций. Все это наводит на мысль, что возможной причиной
обрушения стали гавкав пластичность и прочность стыков.
159
Рис. 8.10. Разрешение сборного силоса (Спитакское землетрясение)
Рнс. 8.11. Разрз шепие железоб тон-
ной дымовой зрчбы (Спитакское
тсмлсгоясемие)
При расчете конструкций
обычно не принимается во внима-
ние (рис. 8.13), что сейсмическая
волна неодновременно действует в
горизонтальном направлении на
все части сооружения (эффект
бегущей волны). Этот тип колсба- |
ний наблюд;тся автором на кон-
струкциях эстакад под технологи- |
ческис трубопроводы и ряда зда-
ний (рис. 8.14, 8.15). Подобные
колебания могут вызвать качест-
венные изменение знака усилий в
конструкциях, что особенно важно
в узлах конструкций.
Одна из причин повреждений и ।
обрушения - несоответствие части
конструкций пр<иягой расчетной
сче 1ы конструкции или сооружения
фактической работе при землетря-
сении.
Колебания шарлиркли рамно-
го каркаса одноэтажного здания
приведено на рис. 8.13 в
160
a)
Рис. 8.12. Трещины в кирпичных стенах одноэтажного здания от сейсмических
воздействий:
а - в продольной стене; б — в торцевой стене; в-в перегородках, 1 - обрушение
штукатурки; 2 - сквозные трешины; 3 - смещение стены от первой, чаль кого
положения
Рис. 8.13. Воиейстиие сейсмической шмим к< сооркжение'
ИРШШ.ЧО мое при просктироиаиии ио С НиП.« подлежащее
а
учету при проектироиаиии: и - характер фактической paw™
узла о-шоэгажного здания при колебаниях
161
6 Диагност «ка
К • показывают расчеты, для указанной схемы при отклонении верха
колонн до 40 см зазор между ригелем и колонной будет составлять 27 мм, и
край верха колонн или конец ригеля при существующем типовом узле со-
пряжения (приварка ригеля к закладным деталям колонны) будут сминаться
или в строительных конструкциях и сварных швах соединения появятся
трещины или разрывы, что под-
тверждено обследованиями.
При разрушении сварных
швов крепления балок к колоннам
• может произойти разрушение все-
ft го покрытия в результате сдвига
балок по оголовкам колонн.
Рассмотрим возможные вари-
анты механизма обрушения соору-
, жения на примере сборного одно-
этажного железобетонного здания.
Разрушение наиболее вероятно мо-
жег происходить по следующим
схемам.
Первая схема. Разрушение на-
чинается вследствие разрыва свар-
"-j ных швов крепления плит покры-
тия из-за подвижки при сейсмиче-
; ских колебаниях (по проекту креп-
J 4 ' ления плит покрытия осуществля-
ется в трех точках, на практике
часто оказывается ряд плит не при-
варенными). При смешении плит с
опоры фермы происходит падение
ряда плит, которые тянут за собой
фермы, выкручивая их верхние
пояса. Лишившись связей в виде плит, фермы при сейсмических толчках об-
Рис. 8.14. Отклонение из плоскости
стальных опор эстакады под трубо-
проводы (Спитакское землетрясение)
рушаются с оставшимися плитами.
Вторая схема. Разрушение начинается с повреждения сварных швов
крепления балок (ферм) покрытия к колонне при колебании каркаса. Затем
балки сдвигаются с опорной части колонны и происходит обрушение части
или всего покрытия.
Такие схемы обрушения подтверждаются сильными повреждениями от-
дельных колонн одноэтажных зданий (например, разрушение их со сдвигом).
Аналогично могут быть проанализированы возможные механизмы
разрушения многоэтажных жилых и производственных зданий и инженер-
ных сооружений.
Таким образом, при определенных условиях отдельные повреждения
конструкций могут привести к обрушению сооружения и как следствие это-
го к гибели людей и большим материальным потерям.
162
Рис. 8.15. Обрушение покрытия склада (Спитакское земяегрясе ше)
Надежность сооружений и конструкций может быть достигнута в ре-
зультате обеспечения при проектировании возможности работы конструк-
ций на сейсмические нагрузки с пластическими деформациями, осуществ-
ления специальных конструктивных мероприятий, ие допускающих полно-
го обрушения конструкций при наличии в них отдельных повреждений
। Обобщение данных обследований показывает, что для сборных желе-
зобетонных сооружений слабым местом являются стыки.
Прн конструировании шарнирных узлов опирания ригелей на колонны
• следует обеспечить свободу поворота конструкций путем устройства про-
кладок.
Для предотвращения падения железобетонных сборных плит покрытий
и перекрытий нужно их дополнительно крепить между собой с помощью
гибких элементов.
Стены и перегородки в зданиях должны быть, как правило, панельны-
ми, допускающими независимую работу каркаса.
Для многоэтажных промышленных зданий в районах с сейсмично-
стью 7-9 баллов целесообразно применение зданий в монолитном желе-
зобетоне.
Для стальных несущих конструкций одноэтажных зданий с целью сни-
жения сейсмических нагрузок следует покрытия по фермам делать в виде
профилированного стального настила.
При проектировании инженерных сооружений рекомендуется исклю-
чить сооружения из каменных конструкций, сборных силосов
163
9. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ
9.1. Основные положения
Диагностика повреждений предназначена для установления признаков. I
характеризующих состояние строительных конструкций сооружений для
определения возможных отклонений и предотвращения нарушений
нормального режима их эксплуатации.
Основной целью диагностики является определение технического со-
стояния конструкций и всего сооружения и выявления причин возникнове-
ния повреждений.
Диагностика осуществляется путем проведения натурных обследова-
ний сооружения с исследованием физико-механических свойств материа-
лов и грунтов оснований, а также с применением аналитических и в ряде
случаев исследовательских методов в виде: проверочных расчетов прочно-
сти конструкций и надежности их конструктивных систем, анализа опыта
эксплуатации аналогичных сооружений и аварий, испытаний сооружений
или отдельных конструкций и узлов пробной нагрузкой, моделированием
процессов разрушения.
Натурные обследования сооружений подразделяются на визуальные и
инструментальные.
Визуальные обследования являются предварительными н осуществля-
ются иа основании внешнего осмотра сооружения и изучения существую-1
щей проектной документации объекта.
По данным визуальных обследований может быть предварительно
оценено техническое состояние сооружения по внешним признакам состоя-
ния конструкций, решен вопрос о необходимом ремонте, пригодности к
эксплуатации или необходимости проведения инструментального
обследования.
В ряде стран, например в Великобритании, предпочтение отдается во |
многих случаях визуальным обследованиям перед инструментальными
Считается, что лучше довериться опыту высококвалифицированного спе-
циалиста и провести визуальное обследование, чем вовлекаться в сложные,
дорогостоящие и длительные инструментальные обследования.
Инструментальные обследования более детальные, выполняемые,
как правило, специализированными организациями с применением при-1
боров (см. табл. 13.1 Приложения).
При этих обследованиях в зависимости от цели устанааливают эксплуа-
тационные характеристики сооружения, исследуют физико-механические
свойства материалов конструкций и грунтов, устанавливают величины нагру-
зок. а>рессивность внешней среды, соответствие фактического исполнения
конструкций проекту, составляют обмерочные чертежи сооружения и конст-
рукций, дефектные ведомости. По данным материалов обследования произ-
водят пров ровные расчеты.
164
Если при обследовании устанавливается, что сооружение или отдельные
конструкции находятся в аварийном состоянии, то необходимо срочно сооб-
щить об этом директору предприятия и выдать под расписку в письменном
виде рекомендации по осуществлению противоаварийных мероприятий
Работы по натурному обследованию проводятся группой, состоящей не
менее чем из 2-х человек. При проведении обследования должны соблю-
даться правила техники безопасности, приведенные в [64], [87], а также
местные правила безопасности предприятия.
Оценка значимости повреждений конструкций и сооружений и причи-
ны их возникновения производится на основании данных, приведенных в
разделах 2-8.
Рекомендуемые правила обследования несущих конструкций, опреде-
ления расчетных характеристик материалов, нагрузок и воздействий, вы-
полнения проверочных расчетов конструкций содержатся в [87].
Методика диагностики конструкций зданий и многих инженерных со-
оружений имеет много общего и рассматривается ниже в разделе 9.2 и 9.3,
хотя для ряда сооружений необходимо учитывать специфику их обследова-
ния, которые рассмотрены в разделе 9.4.
9.2. Диагностика при визуальных обследованиях
Обследование начинают с предварительного осмотра сооружения, в
ходе которого определяется общее состояние конструкций, выявляются
участки, подвергшиеся наибольшим разрушениям.
Перед тем как начать обследование» делают обзорный осмотр с целью
уяснения общего состояния сооружения.
До проведения визуального обследования на основании сохранившей-
ся технической документации должны быть получены сведения об объем-
но-планировочном н конструктивном решении сооружения, нагрузкам и
передачи их от одних элементов конструкции к другим, характеристикам
грунтов основания, сроке службы сооружения.
В процессе визуальных обследований устанавливают по наружному виду:
степень и площадь повреждения защитных покрытий, гидроизоляции:
изменение цвета, наличие раковин и отколов в бетоне, коррозию бетона;
несоответствие площадок опирания элементов проектным размерам,
подвижку узлов;
наличие мокрых и масляных пятен, высолов, шелушения или вспучи-
вания бетона, участков оголения арматуры, трещин вдоль арматуры, корро-
зии арматуры и закладных деталей;
наличие трешин поперек арматуры, заметных на глаз, прогибов конст-
рукций;
степень коррозии сварных швов и стальных конструкций;
разрывы и трещины в основном металле и сварных швах;
искривления, местные прогибы, коробление;
165
ослабление болтовых и заклепочных соединений;
вырезы в элементах или их полный демонтаж;
деформации, вызванные перегрузками или неравномерными осадками;
потерю устойчивости элементов;
заметную на глаз осадку и крен сооружения.
При визуальных обследованиях могут использоваться простейшие ин-
струменты: рулетка, отвес, бинокль для осмотра высотных сооружений,
фотоаппарат для фотографирования дефектных мест и обшего вида
сооружения, видеокамера.
Прочность бетона и раствора ориентировочно можно оценивать по сле-
дам. остааленным на поверхности от удара средней силы заостренной
частью слесарного молотка массой 400 граммов по бетону по табл. 9.1.
Таблица 9.1
Приближенное определение прочности бетона и раствора
Марка камня Класс бетона ПО прочно- сти Характерные признаки повреждения бетона или камня при ударе сред- ней силы заостренной частью молотка массой 0,4-0,6 кг Марка раство- ра Характерные повреждения раствора шва при испытании лезвием ножа
Ниже 70 менее В5 Остается неглубокий след, звук глухой, края вмятин нс осыпаются 0-2 Раствор легко рыхлится ножом, высыпается, вы- дувается
70-100 В5-В7.5 Остаются вмятины, мате- риал крошится и осыпа- ется, звук глуховатый 4 10 Раствор легко режется ножом
100 200 В7.5-В12 5 Остается заметный след на поверхности, вокруг которого может откалы- ваться материал в виде тонких листочков 25 Раствор режется с трудом, крошится
50 Раствор крошится, но нс режется
Выше 200 Болес В12.5 Остается слабо заметный след на поверхности ма- териала, звук звонкий !00м более На поверхности шва при движении лезвия ножа оста- ется светлый или 1 темным след
Прочность оценивается по минимальным значениям после 10 ударов
молотка.
Прочность бетона и раствора следует опредетять в тех элементах или
участках, где. согласно схеме работы конструкции, прочность имеет наи-
большее значение; опорные участки и сжатая зона балок, зоны анкеровки
арматуры, сжатые элементы ферм, колонн, простенков, а также в местах
наибольших повреждений.
166
При визуальных обследованиях могут составляться дефектные ведомо-
сти конструкций на основании выявленных повреждений
Общее техническое состояние конструкций и самого сооружения .мо-
жет быть определено на основании внешних признаков повреждении по
работе [28].
По результатам визуального обследования составляется технический
отчет либо акт обследования.
9.3. Диагностика при инструментальных обследованиях
В процессе проведения инструментального обследования решаются
следующие задачи:
изучается имеющаяся техническая документация поданному сооружению;
проводятся визуальные обследования по методике, изложенной выше;
составляются обмерочные чертежи сооружения и конструкций;
составляются дефектные ведомости конструкций;
производится отбор образцов материалов строительных конструкций и
грунтов оснований и их лабораторные исследования;
производится исследование окружающей среды (температуры, влаж-
ности, агрессивности газов и жидкостей и др.)
выполняется анализ полученных материалов и составляется техниче-
ское заключение или научно-технический отчет.
Само собой разумеется, что в зависимости от целей обследования не
все перечисленные выше задачи прн проведении обследования могут вы-
полняться.
При проведении обмеров определяют: размеры, положение в плане и
по вертикали сооружения и его конструкций. Измеряются величины пере-
крываемых пролетов, привязок конструкций, простенков, каналов и про-
емов. Составляются планы несущих конструкций перекрытий ц покрытия.
Для обмеров используют рулетки, лазерные дальномеры, штангенцир-
кули, уровни, отвесы, геодезические приборы.
При отсутствии данных о сечении конструкций устраиваются вскры-
тия. Места вскрытий указываются на планах конструкций сооружения.
Выявленные при обследовании дефекты и повреждения заносятся в
дефектную ведомость, в которой указывается место расположения конст-
рукции, величина повреждения конструкции, дается описание дефекта,
приводятся возможные причины его возникновения, даются рекомендации
по способу устранения. Ведомость дефектов может иллюстрироваться де-
фектными картами, рисунками или фотографиями наноояее характерных
дефектов.
Дефектные ведомости составляются обычно для высотных или протя-
женных сооружений. Для небольших сооружений результаты обследований
могут быть представлены текстовым описанием или в таоличной форме
(табл. 9.2 и 9 3).
167
Таблица 9 2
Краткое описание объекта
1 Адрес объекта
2 Назначение существующего здания
3. Габарит здания в плайе по наружному обмеру
4. Количество этажей
5. Высота этажа от пола до низа несущих конструкций
6. Год постройки, реконструкции, капитального pCMOirra
7. Описание несущих конструкций, а) наружные стены
б) внутренние опоры (каркас здания'
в) наличие внутренних поперечных стен
г) междуэтажные перекрытия
д) чердачное перекрытие
С) перемычки над окнами и дверными проемами
ж) покрытие (крыша)
з) кровля
8. Пространственная жесткость и устой ihboctb здания
9. Состояние здания по наружному виду. выветривание кладки, - состояние перемычек, дсформанин
10. Фасады. карнизы, наличие балко ов. водосток с крыши i др.
11. Лестницы
12 Перегородки
13. Оконные и дверные заполнения
14. Полы
15. Внутренняя отделка помещений
16. Инженерные с тотемы
17. Агрссс твность внешней и внутр иней среды
18 Темпсратурно-алажностиый реж! м помещений
19. Благоустройство площадки (плани- ровка территории, наличие отмосток
20. Прочие сведения (наличие строительной документации и др )
168
Таблица 9 3
Результаты обследования
Результаты обследования фундаментов
Обследование выполнено с использованием .... шурфов для осмотра фундамен- тов и взятия проб грунтов основания . _—.
Тип и конструкции
Материалы и их прочностные свойства
Глуб «на заложения подошвы и размеры подошвы
Наличие вертикальной и горизонтальной гидроизоляции, отмосток
Вид грунтов основания, наличие воды в шурфах
Дефекты фундаментов и надземных конст- рукций, свидетельствующие о недостаточ- ной несущей способности оснований (осад- ки, просадки, трещины, расслоенно кладки н пр.)
Выводы (техническое состояние, возмож- ность эксплуатации)
Результаты обследования стен
Обследование стен выполнено визуальным методом с зондированием в .... местах
Конструкции наружных и внутренних стен (вид материала, несущие, самонесущие, панельные н пр.)
Наружное оформление стен (наличие шту- катурки, облицовки, кладка с расшивкой швов, панели)
Конструкции перемычек
Прочность материалов стен по этажам (мар- ка кирпича и раствора, класс бетона, рас- четное сопротивление на сжатие)
Дефекты стен (трещины, разрушение клад- ки, расслоение кладки простенков, отклоне- ние от вертикали, неполное заполнение швов раствором, состояние в местах опор балок, наличие сырости на поверхности, повреждения и состояние перемычек, раскрытие швов)
Выводы (техническое состояние, возмож- ность эксплуатации)
169
Продолжение таблицы 9.3
Резуль паты обследования перекрытий
Обследование перекрытий выполнено со вскрытиями в .... местах
Конструкции перекрытия (вид и материал, шаг и пролет конструкций, сечения несущих конструкций)
Заполнение
Конструкция колонн или каркаса (вид. ма- териал, сечение) *
Прочность материалов
Дефекты конструкций (малая длина опира- ния, повышенные прогибы, трещины, кор- розия, протечки, потеря устойчивости стальных балок, наличие гнили деревянных конструкций, состояние стыков и опор, трещины в штукатурке, вертикальность колонн )
Выводы (техническое состояние, возмож- ность эксплуатации)
Результаты обследования покрытия
Обследование покрытия выполнено со вскрытиями в местах
Конструкции покрытия (вид и материал, шаг и пролет конструкций, сечения несущих конструкций )
Заполнение
Состав кровли
Прочность материалов
Дефекты конструкций (малал длина опира- ния, повышенные прогибы, трещины, кор- розия, протечки, потеря устой швостн стальных балок, наличие гнили деревянных конструкции, состояние стыков и опор и пр.)
Выводы (техническое состояние, возмож- ность эксплуатации)
Прочность Сетона и арматуры Определяется на основании физико-
механических испытаний образцов .материалов, взятых непосредственно
из железобетонной конструкции. Количество образцов от одной конст-
рукции принимается не менее 3 для бетона и не менее 2 для арматуры.
Отбор образцов бетона из конструкций производят выпиливанием или
высверливанием; из арматуры - выпиливанием или вырезанием с помо-
щью сварки. Заготовку и испытание образцов производят в соответствий с
ГОСТами [14. 15, 16. 20. 21, 22].
170
Прочность бетона, раст вора и кирпича конструкций может определять-
ся с помощью неразрушающих методов: методом пластической деформа-
ции (молоток Кашкарова), методом упругого отскока (склерометр ОМЫ-!),
г ультразвуковым методом (прибор ОНЙКС-2.3) и другими методами. Пред-
варительно эти приборы должны быть оттарированы в заводской лаборато-
рии по данным механических испытаний образцов иа испытательных ма-
шинах.
Однородность бетона устанавливают простукиванием конструкции
молотком: неплотный бетон издает глухой звук, а при наличии отслоений
дребезжащий звук. Могут быть использованы также ультразвуковые при-
I боры контроля.
( Для количественной оценки коррозии арматуры производят вскрытие
' конструкции. В местах вскрытия замеряют диаметр арматуры, предвари-
, тельно удалив с нее продукты коррозии.
! При исследовании арматуры существующих железобетонных конст-
i рукций устанавливают: класс стержневой иенапрягаемой арматуры проч-
ностные и деформативные характеристики, процент ее коррозии.
Отнесение иенапрягаемой арматуры к определенному классу произво-
дят по внешнему виду: гладкая арматура - класс А-1, арматура периодиче-
ского профиля с выступами по винтовой поверхности — класс А-1!» с вы-
ступами «елочкой» — класс А-!!!.
Испытания стали в стальных конструкциях на растяжение и химиче-
ский анализ производится не менее чем на двух образцах одной партии,
взятых из разных мест. При этом устанавливается марка стали, а также ос-
новные ее свойства: прочность, предел текучести, относительное удлинение
при разрыве [18, 19].
Установление марки стали и способа ее выплавки (спокойная, полу-
спокойная, кипящая) производится на основании результатов химического
< анализа.
Выбор места взятия проб стали в стальных конструкциях осуществля-
ется в тех частях конструкции, где усилия равны нулю или незначительны
(вблизи опор разрезных балок, нулевые стержни фермы и т.п.). После отбо-
ра проб образцов производится усиление поврежденных в этом месте кон-
струкций путем приварки соо тветствующей накладки.
Для измерения величин коррозии стальных конструкций элементы
конструкций нужно предварительно очистить от продуктов коррозии и за-
тем в разных точках измерить штангенциркулем толщину каждого элемен-
та. Минимальная из измеренных толщин элемента принимается за расчет-
ную. Процент коррозии устанавливается сравнением элемента с проектом
или ГОСТом на прокат. Толщину коррозии элемента с каждой стороны
можно приближенно оценить, приняв се равной 1/3 толщины лещадки про-
дуктов коррозии.
Отклонения строительных конструкций от вертикали при обследова-
нии определяются с помощью отвеса с измерением максимальной величи-
ны отклонения линейкой или геометрической съемкой теодолитом.
171
мер мне деформаций конструкций производят с помощью тензодат-
!!!•"- •ж рычажных тензометров, а при динамических испытаниях вибро-
ф. ..I или с помощью осци тлографа.
С • 5щие деформации сооружения и фундаментов - крены, осадки из-
меряют с помощью геодезической съемки с применением нивелиров и
теодолитов.
Трещины в железобетонных конструкциях так же, как в металлах, ус-
танааливаются визуально. При этом фиксируются ширина их раскрытия,
длина, характер и место расположения на конструкции. Для фиксации мел-
ких трещин могут использоваться ультразвуковые приборы.
Для изучения раскрытия трещин во времени на нее устанавливают
маяки из гипса. Маяки представляют собой полоску длиной 20-25 см,
шириной 4-5 см и толщиной 6-10 мм. устанавливаемую поперек трещины
по обе стороны от нее. Каждый маяк должен иметь номер и дату его уста-
новки
Развитие трешины устанавливают по разрыву маяка и ширине раскры-
тия трещины на маяке за определенный промежуток времени. При наблю-
дении за .маяками необходимо следить, чтобы не произошел отрыв маяка от
исследуемой поверхности. Для предотвращения отрыва маяка в месте его
установки поверхность конструкции должна быть тщательно очищена от
краски, штукатурки, разрушенного бетона.
Для осмотра конструкций в труднодоступных местах (дымовые трубы,
резервуары, коллекторы) может использоваться телевидение.
Для установления фактических нагрузок от веса конструкций проводят
замер их толщины, утеплителей, складируемых материалов и определение
их удельных весов.
Удельный вес материалов может приближенно принят по справочным
данным. Вес оборудования устанааливается по паспортным данным или
путем взвешивания.
Ветровые и снеговые нагрузки принимаются обычно по СНиП, а фак-
тические их величины на данный промежуток времени по данным метеоро-
логических станций.
Очень полезно при проведении инструментальных обследований
строительных конструкций и всего сооружения проводить фотографирова-
ние и визуальную съемку видеокамерами самого сооружения, его конст-
рукций и дефектов, которая может быть использована в дальнейшем при
анализе и оценке надежности сооружения.
Обследование оснований и фундаментов производят выборочным по-
рядком в специально отрытых шурфах и с помощью бурения скважин.
Для отдельных фундаментов шурфы рекомендуется устраивать в угло-
вой зоне, позволяющей определить размеры с двух сторон фундамента (при
симметричном фундаменте). Количество шурфов определяется в каждом
конкретном случае и обязательно в местах максимального развития дефор-
маций сооружения.
172
Шурфы отрывают на 0,5 м ниже подошвы существующих фундамсн
тов. Пробы грунтов с ненарушенной струатурой грунта отбирают в шурфе
на этой отметке вне подошвы фундамента.
В отрытых шурфах определяют, тип фундамента, его форму в плане,
размеры, глубину заложения подошвы, определяют прочность материала,
устанавливают наличие гидроизоляции, наличие грунтовых вот в шурфе,
отбирают пробы грунта для лабораторных исследований
Исследованием грунтов устанавливается: вид грунта в соответствии с
классификацией ГОСТ, физико-механические свойства расчетные харак-
теристики: плотность, угол внутреннего трепня, удельное сцепление, ко-
эффициент пористости (для глинистых грунтов), модуль деформации Ис-
следования грунтов производят в лаборатории в соответствии с ГОСТ [17].
На основании обмерочных чертежей, вываленных дефектов и характе-
ристик материалов конструкций и грунтов производят проверочные расче-
ты строительных конструкций по действующим на момент обследования
нормам.
В ряде случаев для уточнения работы конструкций производят их испы-
тания пробной нагрузкой. Целью испытания является выяснение совпадения
данных расчетов конструкций (по прочности, деформациям, трешиностойко-
сти, схем разрушения и разрушающей нагрузки и пр.) с фактической
Показателем работы конструкции при статических испытаниях являет-
ся конструктивный коэффициент К - S«/Sc>t>
где Se- фактор, измеренный под воздействием испытательной нагрузки;
Seal тот же фактор, найденный от испытательной нагрузки расчетным
путем.
По данным испытаний значение коэффициента К для основных конст-
рукций составляет 0,7-1. Значение коэффициента К больше единицы ука-
зывает на существенное отклонение работы элементов сооружения от при-
нятых в расчетах предпосылок. В этих случаях требуется выяснение причин
выявленных отклонений и разработка мер по обеспечению надежности
элементов. Низкие значения коэффициента К могут указывать на наличие в
сооружении или его элементах резервов несущей способности.
На основании проверочных расчетов, исследования причин поврежде-
ний и анализа надежности производится оценка состояния конструкций
сооружения и всего сооружения в целом. Данные инструментальных обсле-
дований оформляются в виде технического заключения или научно-
тсхничсского отчета.
Техническое заключение должно содержать:
введение, в котором указывается объект исследования, цель работ по
обследованию, основание для проведения работ (наименование договора
или приказа); краткую характеристику объекта (назначение, адрес, объем-
но-планировочное и конструктивное решение сооружения, год постройки,
инженерные системы); результаты натурного обследования (описание кон-
струкций и фундаментов, физико-механические характеристики материа-
лов, нвличис в них дефектов и повреждений и причины их возникновения.
173
Tf’HH’- ское состояние конструкций); проверочные расчеты основных
строительных конструкций, графический материал (планы конструкций,
разрезы, фасады, обмерочные чертежи) и фотографии сооружения; выводы
и рекомендации, в которых указываются основные дефекты и повреждения
конструкций, причины их возникновения, техническое состояние конст-
рукций и сооружения. возможность эксплуатации, рекомендации по усиле-
нию существующих конструкций и пр.
К заключению могут быть даны приложения с указанием данных лабо-
раторных исследований, технического задания заказчика, справочных ма-
териалов об объекте, чертежи по усилению конструкций и пр.
Техническое заключение служит исходным материалом для проекти-
рования капитального ремонта, реконструкции, продолжения его эксплуа-
тации, оценки стоимости объекта.
9.4. Особенности диагностики повреждений инженерных сооружений
Для большинства сооружений диагностика повреждений их конструк-
ций производится по методике, изложенной в разделах 9.1-9 3. Однако для
ряда сооружений при их обследованиях необходимо учитывать некоторые
специфические сведения.
При обследовании же. езобетонных емкостных сооружений водо-
снабжения важным вопросом является установление герметичности емко-
стей в связи с возможностью проникновения наружных сточных вод от раз-
ных утечек канализационных сетей во внутрь резерву к ров прн их неполном
заполнении
При обследовании железобетонных канализационных сооружений ре-
зервуаров для нефтепродуктов, устанавливаются их протечки, приводящие к
загрязнению окружающей среды.
Утечкн воды из резервуаров водоснабжения замеряют путем измере-
ния уровня воды при отключении приемо-раздаточных трубопроводов в
течение суток Измерение уровня жидкости удобно производить с помощью
прогибомера, соединенного с поплавком.
Емкостные сооружения признаются выдержавшими гидравлическое
испытание, если убыль воды в нем в сутки не превышает 3 д на 1 м2 смо-
ченной поверхности стен и днища, а в швах и стенах не обнаружено при-
знаков течи Допускается только потемнение и слабое отпотевание отдель-
ных мест.
Покрытия резервуаров подлежат дополнительному испытанию на ва-
куум (80 мм водяного столба) в течение 30 минут и признаются выдержав-
шими испытания, если величина давления за 30 минут не снизится более
чем на 20 мм водяного столба.
Вакуум в резервуарах создается путем откачки воды при закрытом
воздушном клапане
Проверка на герметичность покрытия резервукров для воды проводит-
ся также путем дождевания водой и осмотром мест протечек.
174
Для железобетонных резервуаров зля нефтепродуктов утечка продукта
может быть выявлена путем устройства шурфов и фиксации поступления в
них продукта.
Визуальные обследования стальных резервуаров выполняются без от-
ключения их от работы, а инструментальные обследования резервуаров
производятся после вывода их из эксплуатации, опорожнения. дегазации и
очистки.
При инструментальном обследовании проводятся* внешний осмотр ре-
зервуара с внутренней и наружной стороны, измерение толщины поясов
стенки кровли и днища, контроль сварных соединений, в необходимых слу-
чаях механические испытания я химический анализ металла и сварных со-
единений, измерение геометрической формы стенки и нивелировка дниша,
проверка состояния основания и отмостки.
Нижние пояса осматривают с помощью переносной естнипы. верхние -
с подвесной люльки.
Глубину раковнн от коррозии измеряют штангенциркулем, толщину
металла поясов с помощью ультразвуковых толщиномеров типа «Кварц-6».
Толщины листов поясов стен проверяют по четырем противоположным
образующим, толшииу листов днища и покрытия по двум перпендикуляр-
ным диаметральным направлениям, не менее двух измерений на каждом
поясе. Толщина листа определяется как среднеарифметическое значение.
Особое внимание должно быть уделено сварным вертикальным швам
нижних поясов корпуса, швам приварки нижнего пояса к днишу, швам ок-
райков.
При обнаружении трещин в швах или основном металле дниша дейст-
вующий резервуар должен быть немедленно опорожнеи.
В случае обнаружения трещины в основном металле необходимо про-
верить качество металла.
Горизонтальность наружного контура днища (по наружным охранкам)
проверяют с помощью нивелира не менее чем в восьми точках
Наличие хлопунов и других неровностей в днише выявляют одним из
следующих способов: в резервуар заливают воду до уровня наивысшей
точки днища, после этого замерают расстояние от поверхности днища до
поверхности воды. Затем производят нивелировку днища
Геометрическая форма стенки резервуара (отклонение образующей
стенки от вертикали), а также места значительных выпучин и вмятин (бо/ее
45 мм) проверяются с помощью отвеса
При оценке технического состояния резервукра решающим являются
результаты определения механических характеристик металла Если металл
по механическим характеристикам и химическому составу отвечает требо-
ваниям технических условий, но имеются дефекты, превышающие допус-
тимые по геометрической форме, осадке, качеству основания и незначи-
тельные дефекты сварных швов и основного металла. то принимаются ре-
шения о необходимости ремонта резервуара с заменой отдельных листов,
усилением основания и т. л.
175
При большом объеме работ из-за износа металлоконструкций, тре-
L юших смсиы листов стенки, днища, кровли, несущих покрытий, перевар-
ки нескольких поясов стенки целесообразность восстановления резервуара
определяется экономическим расчетом.
В силосах подлежат обследованию подсилостный этаж, фундаменты,
стены силосов, надсилостный этаж, соединительные галереи.
При помощи геодезической съемки устанавливаются осадки и крены
силосных банок.
Обращается внимание на наличие отмосток и планировки территории с
целью отвода атмосферных вод. »
Визуальный осмотр стен выполняют с помощью бинокля, зарисовывая
на развертке стен дефектные места. При измерении ширины раскрытия
трещин в железобетонных силосах следует указывать степень заполнения
емкости сыпучим материалом.
После окончания общего наружного осмотра с земли отдельные участ-
ки стен обследуются с рабочих площадок, пожарных лестниц, с карнизов
подсилостного этажа Рекомендуется также использовать автомашины с
подъемником.
Осмотром и простукиванием слесарным молотком уточняются участки
стен с рыхлым и смятым бетоном, места оголения арматуры, коррозия и
другие дефекты. В сборных железобетонных стенах уточняются участки
пустых и деформированных швов.
Внутренний осмотр силосов производится с надсилосного этажа через
открытые люки с помощью прожектора, обеспечивающего достаточное для
обзора освещение исследуемой емкости.
Протечки от атмосферной воды фиксируются по следам потеков, мок-
рым пятнам, зависанию прилипшего к мокрым стенам сыпучего материала.
Натурные обследования дымовых труб включают: наружный осмотр
ствола трубы; внутренний осмотр кирпичной или монолитной футеровки
или газоотводящего ствола; отбор проб материалов трубы для физико-
механических исследований, замеры температурно-влажностных, газовых и
аэродинамических показателей в стволе трубы и зазоре между стволом и
фугеровкой; установление крена трубы.
Осмотр наружной поверхности начинают осуществлять с помощью
бинокля для выявления крупных дефектов. Затем проводят осмотр с ходо-
вой лестницы и площадок, уточняя характер крупных дефектов и выявляя
мелкие.
Обследование внутренней поверхности дымовых труб производят с
помощью люльки, оснащенной телефоном и освещением и крепящейся к
двухконсольной балке. Состояние теплоизоляции ствола проверяют через
отверстия, пробиваемые в кожухе.
Пробы строительных материалов отбираются не менее, чем в трех мес-
тах по высоте трубы: в нижней части ствола, в средней части и в верхней на
расстоянии 8-10 м от оголовка.
176
Толщину металлических газоотводяших стволов и стальных труб on
редсляют ультразвуковым прибором «Квари-б».
Тсмпературный, влажностный и аэродинамический режимы при экс-
плуатации трубы измеряются иа входе в трубу и на 2-3 отметках по высоте
Отбор проб газов для химического анализа производят на входе в тру-
бу и на 1/3 высоты трубы от ее основания.
Температуру газов в стволе, зазоре между стволом и футеровкой, по-
верхностью ствола и футеровкой определяют с помошью термопары потен-
циометра ПП-63.
Количество эвакуируемых газов определяется по динамическому на-
пору лневмометрической трубкой в комплекте с микроманометром
Анализ воздуха и удаляемых газов производят с помощью переносных
газоанализаторов типа УГ-2 и ОРС.
Крен и искривление стврла трубы устанавливают на основании геоде-
зической съемки.
В градирнях проводят следующие исследования: элементов каркаса ба-
шенных градирен, оболочки или обшивки водосборного бассейна, конструк-
ций каркасов оросителей, физико-механических свойств материалов конст-
рукций, температурно-влажностных показателей, агрессивности внешней
среды и оборотной воды.
Работы по обследованию выполняют непосредственно с конструкций
градирни, осмотром снаружи с помошью бинокля. Для детального осмотра
используется люлька, подвешенная к специальным балкам-консолям. Об-
следование оболочек градирен проводится снаружи и изнутри.
9.5. Перечень данных, выясняемых при инструментальных
обследованиях конструкций
В процессе обследования конструкций должны быть получены сведе-
ния для оценки состояния и несущей способности строительных конструк-
ций. Ниже приведен перечень необходимых данных, подлежащих опреде-
лению и отражаемых в работе при инструментальных обследованиях для
наиболее часто встречающихся конструкции сооружений.
Основания и фундамеш 1Ы
Выявление архивных материалов по основаниям и фундаментам
Выбор мест для отрывки шурфов по наличию осадочных деформации
(осадочные трещины в стенах, колоннах, имеющих просадки).
Выбор мест для отрывки шурфов по наличию неблагоприятных усло-
вий для сохранности фундаментов (протечки агрессивных жидкостей, оли-
зость каналов с а1рессивными стоками).
Согласование мест отрывки шурфов с техническим руководством ор-
ганизации (главный механик, энергетик).
Описание грунтов по стенкам шурфа до глубины нс менее 0.5 м ниже
подошвы фундамента или подсыпки под фундаментом.
уровень грунтовых вод (появившийся и установившийся).
Отбор монолитов грунтов основания для лабораторных испытаний.
Отбор проб грунтовой воды для лабораторного анализа.
Замеры фундаментов (глубина заложения подошвы, размеры ступеней,
привязка осей колонн к осям и граням фундаментов, конструкция и разме-
ры опорных частей колони).
Конструктивный тип фундаментов (ленточные, столбчатые, столбча-
тые с фундаментными балками).
Наличие свай и схема их расстановки. Материал свай. Конструкция
свайного ростверка.
Материалы фундаментов (вид кладки, внд раствора, бетона).
Оценка полевыми способами прочности материалов фундаментов
(камнем, раствора, бетона).
Отбор образцов материалов фундаментов для лабораторных испытаний.
Опенка полевыми способами прочности материалов свай
Визуальная оценка состояния фундаментов: наличие силовых или оса-
дочных трещин, наличие раковин и пустот в теле фундамента, монолит-
ность кладки и наличие расслоений, наличие разрушений кладки агрессив-
ными водами.
Оценка состояния подземных участков колонн или опорных частей
(опенка прочности бетона, качество заделки железобетонных колонн в ста-
каны фундаментов, наличие коррозии стальных колони и дефекты опорных
их частей).
Оценка состояния свай. Наличие разрушений бетона и коррозии арма-
туры, загнивания деревянных сван.
Фундаменты, имеющие признаки силового разрушения под нагрузкой
(трещины, разрушения кладки).
Увлажнение стен в результате разрушения или отсутствия горизон-
тальной и вертикальной гидроизоляции.
Замеры неравномерных осадок в конструкциях инструментальными
методами.
Стены
Конструктивная схема стен (несущие, самонесущие).
Материалы кладки стен по этажам (вид кирпича* глиняный обыкно-
венный, пустотелый, силикатный, толщина кладки; вид раствора* цемент-
ный, известковый, смешанный).
Материал стеновых панелей, их размеры, крепления, заделка швов.
Конструкции перемычек (кирпичные: рядовые армированные, клинча-
тые, арочные, из стального проката, железобетонные) Опирание балок на
перемычки.
Отделка наружной и внутренней поверхностей стен (расшивка швов,
штукатурка, облицовка и др.) Прочность и состояние отделочных слоев.
Данные о дополнительных нагрузках на стены от примыкающих зда-
ний, переходов, технологических коммуникаций для проведения провероч-
ных расчетов.
178
Места расположения температурных и осадочных швов и их сочетание
со швами перекрытий.
Конструктивная схема стропил для сбора нагрузок на стеиы.
Детали опирания на стены прогонов, балок перемычек (наличие под-
кладок, распределяющих нагрузку, привязка балок к краевым участкам про-
емов, глубина заделки).
Прочность материалов кладки (отбор образцов для лабораторных ис-
пытаний, оценка прочности полевыми способами).
Силовые и осадочные трещины. Ширина раскрытия трещин.
Ослабление несущих стен отверстиями для технологических проводок,
нишами, бороздами с выявлением размеров ослабления.
Отслоения н разрушения кладки с выявлением глубины и площади от-
слоения.
Расслоение кладки простенков (определяется путем обнажения боко-
вых граней простенков)
Наличие размороженных участков кладки.
Наличие отклонений от вертикали, размеры отклонений. Определение
причины отклонения (неравномерные осадки основания, боковое давление
грунта, действия распорных конструкций).
Монолитность кладки: сцепление кирпича с раствором, подвижка кир-
пичей при ударах (проверяется простукиванием).
Качество кладки (толщина швов, заполнение швов раствором, ровность
и вертикальность поверхностей).
Состояние перемычек (коррозия стальных перемычек, разрушение и
расслоение кирпичных перемычек, коррозия арматуры в железобетонных
перемычках).
Состояние железобетонных панелей стен (наличие осадочных, силовых
и температурно-влажностных трещин, их ширина раскрытия, отклонение
панелей от вертикали, состояние элементов крепления, разрушение поверх-
ностного слоя, наличие разрушения материала и коррозии арматуры).
Состояние водосточных труб, желобов, карнизных свесов и подокон-
ных сливов.
Соответствие теплотехнических характеристик стен существующему
внутреннему температурно-влажностному режиму (наличие конденсата на
поверхности, сырых пятен, потеков, наледей).
Влажность материалов кладки (определяется лабораторным путем с
отбором образцов с поверхности и из глубинных слоев).
Состояние кладки под опорными концами балок и перемычек с выбо-
рочным обнажением опорной кладки от штукатурки или облицовочных
слоев. Наличие механических повреждений кладки под опорными концами
конструкций.
Наличие потеков на стенах, образовавшихся от протечек кровли или
проливов технологически* жидкостей.
Обмеры планов внутренних поперечных стен для выявления взаимного
(поэтажного) расположения проемов и простенков.
179
Н. шчие местных неблагоприятных воздействий на стены (выбросы
пэра, проливы агрессивных жидкостей, использование стен в качестве
ограждающих конструкций технологических емкостей и др.)
Наличие и состояние отмостки по периметру стен. Выявление застоя
атмосферных вод у стен.
Наличие следов сырости на стенах вследствие разрушения или отсут-
ствия горизонтальной гидроизоляции.
Сечения несущих элементов стен для выполнения проверочных расче-
тов. Выявление простенков, имеющих наименьшие размеры сечений, а
также простенков с максимальной грузовбн площадью.
Состояние кладки стен ниже уровня пола или отмостки (выявляется
при обследовании оснований и фундаментов или путем отрывки шурфов).
Расположение и размеры уступов стен в местах изменения их толщины.
Перекрытия и покрытия (общие требования)
Конструктивные планы перекрытий и покрытий с выполнением обме-
ров в необходимом объеме.
Сечения основных конструктивных элементов: балок, плит с выявле-
нием состава перекрытия и покрытия (состав пола, подстилающих слоев,
кроали).
Оценка прочности материалов несущих конструкций (производится во
всех местах вскрытий, выполняемых при обследовании, где имеется де-
формация. и выборочно на остальной ппощади перекрытия и покрытия).
Наличие и величина повышенных прогибов несущих элементов.
Местные ослабления и повреждения конструкций, зоны пропитки мас-
лами с оценкой степени снижения прочности бетона.
Железобетонные монолитные ребристые перекрытия и покрытия
Армирование несущих конструкций, диаметр и шаг нижней арматуры
в середине рабочего пролета (вскрывать нс меиее трех стержней). При
вскрытиях арматуры обязательно замерять толщину защитного слоя бетона.
Диаметр и количество стержней нижней рабочей арматуры балок и прого-
нов в пролете (обазательно проверять наличие второго ряда арматуры).
Диаметр и количество стержней верхней надопорной арматуры балок и
прогонов (вскрывать на расстоянии 15-20 см от грани промежуточной опо-
ры). Диаметр и шаг поперечной арматуры (вскрывать не менее трех стерж-
ней на концевых участках балок, а у прогонов между колонной и ближай-
шей балкой). При выявлении армирования производить оценку поражения
арматуры коррозией.
Оценка прочности бетона Обязательно производить оценку прочности
бетона в зонах, имеющих силовые трещины, а также в местах образования
трещин по рабочим швам бетонирования.
Дефекты и деформации несущих элементов: наклонные трешины на
концевых участках балок и прогонов, образовавшиеся вследствие недоста-
точной несущей способности по поперечной силе; трешины в середине
пролета балок и прогонов, образовавшиеся вследствие недостаточной не-
сущей способности балок по изгибающему моменту; трешины в плитах
180
поперек рабочего пролета, образовавшиеся вследствие недостаточной не-
сущей способности по изгибающему моменту, трещины в плитах, балках и
прогонах, образовавшиеся в результате просадки промежуточной колонны,
грешины в плитах и балках, образовавшиеся вследствие воздействия удар-
ной нагрузки (повреждаемые участки плит имеют перекрестную сетку тре-
щин с выпадением кусков бетона при сильных повреждениях и располага-
ются в местах ударной нагрузки, движения автокаров и т.п ); трещины по
линии сопряжения плиты с балками вследствие недостаточного заведения
хомутов в плиту или вследствие коррозии верхней арматуры балки; зоны
коррозии арматуры с оценкой процента ее ослабления; места разрушения
бетона в результате коррозии арматуры и агрессивных сред; качество бето-
нирования перекрытий: плотность бетона, наличие раковин, соблюдение
защитного слоя.
Железобетонные сборные перекрытия и покрытия
Конструктивная схема перекрытия. Схема расположения в плане плит,
балок, ферм. Сечения, пролеты и шаг. плит, балок, ферм. Опорные узлы
основных несущих конструкций. Наличие опорных подушек в местах опи-
рания на кирпичные стены.
Армирование плит и балок.
Оценка прочности бетона.
Дефекты н повреждения несущих элементов: наклонные трещины на
концевых участках балок, образовавшиеся вследствие недостаточной несу-
щей способности по поперечной силе; трешины в середине пролета балок,
образовавшиеся вследствие недостаточной несущей способности балок по
изгибающему моменту; наличие на опорных участках предварительно на-
пряженных ферм и балок горизонтальных и наклонных трещин, свидетель-
ствующих о нарушении анкеровки арматуры, трещины в плитах поперек
рабочего пролета и трещины в виде конверта на потолочной поверхности
ребристых плит, образовавшиеся вследствие недостаточной несущей спо-
собности по изгибающему моменту; трещины в плитах и балках, образо-
вавшиеся вследствие воздействия ударной нагрузки, зоны коррозии армаг
туры с оценкой процента ее ослабления; места разрушения бетона в резуль-
тате коррозии арматуры и агрессивных сред, участки плит с пробитыми
отверстиями, отсутствие заполнения швов между плитами и наличие рас-
твора в месте опирания плит на балки, заниженная величина площади опи-
рания плит на балки или фермы.
Железобетонные колонны
Замеры сечений колонн.
Вскрытия продольной арматуры. Вскрытия арматуры следует делать
вразбежку по высоте колонны, нс допуская значительного ослаб тения ко-
лонн в одном сечении. Высота места вскрытия от уровил полз не .менее 1 м.
Наличие трещин силового характера.
Наличие трещин вдоль стержне»! рабочей арматуры, вызванных корро-
зией арматуры. Процент коррозии рабочей арматуры и хомутов.
Прочность бетона колонн (определять внизу н середине ко тонны).
181
• viMCTp и шаг поперечной арматуры (вскрывать не менее трех стержней).
С тонн не подземной части колонны.
С<-юность колонн по этажам (выявляется путем сквозной пробивки н с
(. ощью обмеров).
С пальные колонны
Конструкции колонн (сечение ветвей, размеры и шаг соединительной
решетки или планок, конструкции оголовков и стыков, конструкции баз).
Дефекты и деформации: наличие и размеры отклонений колонн от вер-
тикали, коррозия стержней колонн и элементов решетки, коррозия подзем-
ных частей колонн, искривление стержней колонн, механические повреж-
дения колонн.
Стальные балки перекрытий и покрытий
Размеры поперечного сечения проката с привязкой к существующему
стандарту, сечения элементов сварных балок.
Расположение и конструкции стыков балок для определения расчетной
* емы балок (однопролетная, неразрезная, консольная).
Процент коррозии балок и наличие ослабленных сечений (местные
подрезки, неравнопрочные стыки). В помещениях с влажным режимом не-
обходима проверка скрытых участков балок в местах увлажнений, напри-
мер в местах опирания их на стену.
Замеры прогибов балок. При замерах прогибов необходимо зафикси-
ровать величину полезной нагрузки, приходящейся на данную балку.
Глубина заделки балок в стены и наличие оперных частей.
Наличие искривлений, связанных с потерей общей устойчивости.
Отбор образцов стали для лабораторных исследований.
Стальные фермы
Геометрическая схема ферм. Сечения элементов и конструкции основ-
ных узлов. Размеры и длина сварных швов в наиболее напряженных узлах.
Наличие искривлений элементов ферм (особенно сжатых).
Коррозия ферм (пояса, элементы решетки, фасонки, опорные узлы,
сварные швы).
Механические повреждения элементов ферм.
Наличие и состояние антикоррозионной зашиты.
Состояние опорных узлов и анкерных соединений ферм иа опорах.
Отбор образцов стали для лабораторных испытаний. Отбор произво-
дить из ленагруженных няи слабонагружснных элементов.
Наличие и состояние вертикальных и горизонтальных связей по фермам.
Центрирование элементов ферм в узлах.
Стальные подкрановые балки
Конструкция балок (сварная, клепаная, из прокатного профиля). Сече-
ния элементов и длина баяки в мм. Расчетная схема балки (однопролетная,
неразрезная). Конструкция узла опирания на колонну. Привязка к осям.
Характеристики крана: грузоподъемность, пролет, характер работы.
182
Перепад соседних балок иа опоре в мм.
Дефекты и повреждения балок: наличие трещии в верхних поясах и
околошовной зоне в особенности под стыками рельсов, у ребер жесткости и
у опор балок, наличие непроваров и подрезов стыкового сварного шва ниж-
него пояса, наличие трещии в фасонках в подкрановых фермах ослабление
болтового крепления балок .между собой и к колоннам, отсутствие зазора в
температурных швах
Состояние крепления тормозного листа к верхнему поясу балки (нали-
чие трещин в швах, ослабление болтов). Состояние узла крепления тор-
мозной конструкции к колонне (трещины в накладках, разрушение сварных
швов крепления, ослабление болтов крепления).
Вертикальные и горизонтальные прогибы балок при работе кранов
Отбор образцов стали для лабораторных испытаний. Отбор произво-
дить из иенагруженных или слабонагруженных элементов.
Деревянные перекрытия
Выявление конструктивной схемы перекрытия. Конструкция перекры-
тия У перекрытий, имеющих сплошную подшивку, должны быть сделаны
вскрытия на различных участках, дающих представление о его конструкции
Наличие прогибов или изломов строительных конструкций.
Наличие загнивания древесины несущих конструкций. Проверке под-
лежат концы балок и прогонов в местах их опирания на стеиы с выбороч-
ным вскрытием заделанных в кладку участков. Вскрытия устраиваются в
первую очередь в местах протечек, образования конденсата
Состояние стыков несущих элементов.
Наличие трещин по косослою.
Отбор образцов для микологического исследования
Оценка прочности древесины.
Наличие следов поражения древесины жучками.
Деревянные стропила
Конструктивная схема стропия (план, разрез) с замерами сечений
стропил, прогонов, стоек.
Места расположения и конструкция стыков стропильных ног и прогонов.
Прогибы или изломы стропильных НОГ или прогонов.
Загнивание элементов стропил, мауэрлатов и стоек. В первую очередь
проверять в узлах опирания стропильных ног на маурлаты. в местах протечек
кроали, в местах образования конденсата на кроале, около слуховых окон.
Наличие гидроизоляционных прокладок из рубероида под маурлатами.
Наличие и шаг крепления стропил к стенам проволочными скрутками.
Наличие деревянных опорных конструкций, заглубленных в утепли-
тель и их состояние.
Конструкция и состояние деревянной обрешетки, наличие гнили.
Наличие и состояние связей, обеспечивающих устойчивость стропил.
Отбор образцов для лабораторного анализа.
183
Деревянные фермы
Геометрическая схема ферм и конструкция узлов. Сечения элементов,
детали стыков элементов
Наличие и конструкция связей, обеспечивающих устойчивость ферм.
Наличие дефектов в элементах и узлах ферм: глубокие и встречные
усушенные трещины, трещины по косослою, выход сучков на кромки рас-
тянутых поясов, загнивание элементов ферм, расстройство стыков, взаим-
ное смещение элементов во врубках, силовые повреждения деревянных
элементов (сколы и смятия древесины во врубках, изломы, искривления),
отклонение ферм от вертикали, отсутствие центрирования элементов на
опоре, искривление ферм (провисание поясов, искривление элементов из
плоскости ферм).
9.6. Особенности диагностики прн авариях
При аварии сооружения, повлекшей несчастный случай, экологическое
загрязнение или большие материальные потери» надлежит сообщить руко-
водителю предприятия вышестоящим органам с указанием наименования и
местонахождения сооружения, на котором произошла авария, даты и вре-
мени суток, характера и объема разрушения, обстоятельств и последствий
аварии.
Для выяснения причин аварии, определения материального ущерба,
разработки мероприятий по ликвидации последствий аварии производится
ее расследование технической комиссией.
Если для спасения пострадавших необходима срочная разборка обру-
шившихся конструкций, то до начала работы на месте технической комис-
сии производится предварительное расследование причины аварии местной
комиссией.
Местная комиссия осуществляет осмотр сохранившихся конструкций
вблизи места аварии, составляет описание и эскизы, организует фотографи-
рование взаимного расположения обрушившихся конструкций, устанавли-
вает предполагаемый очаг возникновения аварии, характер работ, произво-
дившихся при возведении или эксплуатации сооружения и вблизи его непо-
средственно перед аварией, а также выясняет атмосферные условия и дру-
гие оостоятельства. необходимые для определения причин аварии. При
этом желательно осуществить видеосъемку места аварии и поврежденных
конструкций и сделать как можно больше фотографий с целью использова-
ния их в дальнейшем для выяснения причин аварии.
О результатах своей работы комиссия составляет акт предварительного
расследования по прилагаемой ниже форме.
184
,\КТ
предварительного pace ледова» ня аварии
-.20... г
(место составления акта)
Мест! ая комиссия, назначенная--------------------------------------------------—
(кем казнам на. наименование дата. № документа)
в составе председателя________________________________________________________—
(фамилия, имя. отчество, занимаемва должность и место работы)
и членов комисс m_____________________________________________________________
(фамилия, имя. отчество, занимаемая должность и место работы)
Составили настоящий акт предварительного расследования причин аварии, проксшед-
ш й на_____________________________________________________________________________
(наименование сооружения, его местонахождение и принадлежность)
Краткое описание аварии с указанием даты и врем и i суток, когда она произошла, объе-
ма разрушенных конструкций, кол »чество пострадавших и других данных, характер-зуюшнх
аварию_____________________________________________________________________________
Состояние сооружения перед аварией: во время эксплуатации, стадия строительства,
срок эксплуатзп «и до аварии и другие данные, определяющие состояние сооружения____
Краткая хфактсристика обстоятельств, прн которых произошла авария состояние пого-
ды, работы, производившиеся при возвел- ши и эксплуатан «И сооружения и вблизи его иепо-
средствс но перед аварией, степень загрузки конструкций проектными, монтажными или
эксплуатационными нагрузками_______________________________________________________
Сведения о вынужденной разборке части обрушившихся конструкции сооружения и распо-
ложение конструкций до их разборки ________________________________________________
Мероприятия, осуществляемые по предотвращению аварии
Предполагаемые причи»ы аварии по данным опроса свидетелей млн объективным
дани ым____________________________________________________________________________
Когда, кем и каким организациям передано донесен» е о происшсдш й аварии
Перечень приложений1
К акту прилагаются фотоснимки, ч ртежя. зарисовки i описание конструкций coopv-
ження до сроч» ой разборки завалов с целью спасения пострадавших, справка о состоянии
погоды, материалы опроса евилстелсй авэри i и другие материалы по усмотрению комзссни
Почтовый адрес и К» телефоне для связи с местной комисс ей
Председатель местной комиссии
(подл -сн)
185
Для более летального изучения причин аварии составляется план рас-
следования, в котором должны быть отражены следующие разделы: описа-
ние сооружения н действующих на него проектных нагрузок н нагрузок до
аварии и в момент аварии; фактические характеристики материалов строи-
тельных конструкций и грунтов; обследование конструкций, подвергшихся
аварии, а также конструкций на соседних участках не разрушенной части
сооружения с фотографированием общего вида сооружения и наиболее ха-
рактерных узлов конструкций; проверочные расчеты аварийных конструк-
ций иа действие фактических нагрузок,, существующих во время аварии;
версии о причинах аварии.
Для установления причины аварии могут быть использованы эксперт-
ный, экспериментальный и технический методы.
Экспертный метод основан на инженерной интуиции эксперта н
анализе имевших место аварий аналогичных сооружений, а также анали-
зе надежности конструктивных систем.
Экспериментальным методом может быть проанализировано раз-
рушение сооружения ипи его конструкции посредством исследования иа
моделях. Причем этот вид исследования может быть выполнен с помо-
щью моделирования процесса разрушения на ЭВМ.
Техничсский метод базируется иа оценке прочности существующего
сооружения и использует данные расчета конструкций по фактическим ха-
рактеристикам материалов, конструкций и нагрузок. Этот метод, как пра-
вило, применяется для окончательного решения о причине аварии.
Экспертный и экспериментальные методы могут использоваться для
составления первоначальных версий аварий н для уточнения спорных и
неясных вопросов, которые не могут быть установлены расчетом
При выяснении обстоятельств аварии рекомендуется:
установить наиболее точно время аварии;
выяснить климатические условия, при которых произошла авария (со-
стояние погоды и температуры воздуха, величина снегового покрова, ско-
рость и направление ветра и другие данные на местной метеорологической
станции, о чем составляется соответствующая справка);
уточнить величину эксплуатационных нагрузок, действующих в мо-
мент аварии;
составить на основе данных, полученных при опросе очевидцев ава-
рии, примерный ход и последовательность аварии, особенно в самом ее
начале, определить длительность процесса разрушения, наличия признаков
предаварнйного состояния, виды работ, производившихся в сооружении
или поблизости от него непосредственно перед аварией. Для получения
объективной информации очевидцев в протокол опроса следует вносить
только то, что очевидец видел сам, а не слышал от другого. Существенным
при рассмотрении показаний очевидцев также является уточнение места и
времени его нахождения при аварии.
186
Данные опроса свидетелей иа все перечисленные вопросы оформляют
ся в виде протоколов, которые заверяются двумя членами технической ко-
миссии.
При обследовании строительных конструкций следует.
установить соответствие выполненных конструкций и узлов проекту и
допущенные отступления от проекта при изготовлении конструкций и
монтаже;
выяснить характер разрушения (хрупкий или пластичный);
определить, были пи нарушения нормальной эксплуатации сооружения
и в чем они выражались.
В первую очередь обследуют конструкции, подвергшиеся аварии За-
тем аналогичные конструкции, примыкающие к месту аварии, по которым
могут быть также установлены дефекты, приведшие к аварии.
Пластическое разрушение металла характеризуется наличием «шейки»,
матовым волокнистым изломом и некоторой длительностью процесса раз-
рушения. Перед пластическим разрушением конструкция получает нарас-
тающие деформации, как бы предупреждая об опасности разрушения.
Прн хрупком разрушении «шейка» отсутствует, излом блестящий кри-
сталлический. Процесс разрушения происходит мгновенно без всяких
предупреждающих признаков.
Хрупко-пластическое разрушение является промежуточным видом
разрушения, при котором образуется небольшая «шейка», в изломе наруж-
ная часть имеет матовый волокнистый вид, а сердцевидная часть блестящий
кристаллический излом.
В железобетонных конструкциях хрупкое разрушение может произой-
ти по наклонному сечению бетона, от раздробления сжатой его зоны.
Пластическое разрушение железобетонных конструкций сопровожда-
ется текучестью арматуры, а иногда ее проскальзыванием.
Для исследования механических свойств стали и бетона проводятся
контрольные испытания специально вырезанных образцов.
Образцы из разрушенных элементов следует вырезать в местах, где в
процессе разрушения не произошли пластические деформации и не образо-
вался наклеп.
Контрольные образцы из элементов, расположенных в соседних с ме-
стом аварии зонах, вырезают на участках с наименьшими напряжениями в
сечениях.
При расследовании нужно проанализировать кинематику разрушения
конструкций и всего сооружения в целом, используя показания очевидцев и
положение разрушенных конструкций, обращая внимание на взаимное рас-
положение конструкций.
Основной целью проверочных расчетов является установление разру-
шающей нагрузки, воспринимаемой конструкцией в момент предшествую-
щей аварии, и сравнение ее с действующей фактической нагрузкой
187
Проирочный расчет должен быть осуществлен с максимально воз-
можным приближением расчетной схемы и нагрузок к действительной кон-
структивной схеме исследуемых конструкций и по фактическим прочност-
ным показателях» материала конструкций, полученных в результате иссле-
дования материалов, взятых из разрушенной конструкции.
В проверочных расчетах принимаются фактические нагрузки, уста-
новленные прн обследовании, без коэффициентов по надежности и
назначению.
Иногда проверочный расчет приходится производить на несколько
расчетных состояний, возможных при эксплуатации или по ходу аварии, то
есть одна схема до аварии, вторая в первый момент аварии, когда вышел из
строя один из элементов.
В холе расчета устанавливается разрушающая нагрузка, воспринимае-
мая конструкцией и имеющийся прн этом общий коэффициент надежности
(запаса).
Для установления ошибок, допущенных проектировщиками, могут
быть выполнены проверочные расчеты конструкций по предельным со-
стояниям иа основе действующих СНиП.
На основании материалов, полученных при расследовании, составляет-
ся общее заключение и выводы технической комиссии.
К заключению прикладывают: ведомости обследования, эскизы и фо-
тографии характерных узлов и элементов, проверочные расчеты, протоколы
контрольных испытаний, взвешиваний, протоколы опроса очевидцев ава-
рии и другие материалы расследования.
188
10. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕМОНТУ И УСИЛЕНИЮ
Ремонт поврежденных конструкций сооружения производится с уче-
том вида и степени повреждения конструкции и общего количества повре-
жденных конструкций сооружения.
При слабой степени повреждений конструкций, снижающих несущую
способность до 5%, производится профилактический ремонт с восстанов-
лением антикоррозийных покрытий, устранением .мелких повреждений в
отдельных конструкциях сооружения При средней ловреждеиности от-
дельных конструкций, уменьшающих несущую способность элементов до
15%, необходим ремонт по устранению выявленных повреждений. При
сильной ловреждеиности конструкций, снижающей несущую способность
отдельных конструкций на 25% или значительном количестве поврежден-
ных конструкций (более 20% от их общего количества), производится капи-
тальный ремонт с усилением конструкций по разработанному проекту.
При аварийном состоянии конструкций ремонт, как правило, нецеле-
сообразен. Восстановление производится по новому проекту с разборкой
существующих конструкций.
Рекомендации по ремонту отдельных конструкций в зависимости от
имеющихся в них повреждений приведены в табл. 10.1. Конструктивные
решения по реализации указанных в таблице рекомендаций содержатся в
литературе [6,43, 50,68, 72,73,74, 77].
Таблица 10 1
Характерные повреждения сооружений и способы их ремонта
Повреждение Причины повреждения Способ ремонта
• 2 3
Конструкции зданий
1. Фундаменты и основания
Неравномерные осадки основания с деформациями вышележащих конструкций Ошибки при изысканиях, проектировании и строи- тельстве. замачивание грунтов при эксплуатации, вымывание грунта из-под фундаментов из-за утечек нз вол сводных сетей Цементация крупнозерни- стых лесков н гравелистых грунтов, силикатизация и смолизация песчаных грун- тов Устройство свайного осно- вания из наклонных или на- бивных свай
Пучение грунтов основания и де- формация фунда- ментов, стен и пр. Заниженная глубина зало- жения подошвы фундамен- та, увлажнение грунта адольздания Углубление фундамента кли утепление пучинпстого грун- та Усиленно стен стальными тяжами. Организация водо- отвода от здания
189
Продолжение таблицы 1(M_ | Предо жение таблицы 101
С н 3. ырость кирпич- О ых стен, вы- н ванная капнл- и ярныч подъемом лаги тсутствис или поврежде- но горизонтальной изоля- ли Устройство горизонтальной ? изоляции с помощью сквоз- ной штрабы. Устройство гидроизоляци- онного пояса путем нагнета- ния в стену водонепрони- цаемого раствора. Понижение уровня грунто- вых вод дренажами Трещины в пли- те фундамента или его нерав- номерная осадка Увеличение нагрузки на фундамент. Снижение меха- нических свойств основания из-за его увлажнения Усиление фундам,- нта и ос- нования железобетонной рубашкой
2. Железобетонные и кирпичные колонны
Отслоение за- щитного слоя бетона Плохое качество работ. Кор- розия арматуры Восстановление защитного слоя с помошью торкретиро- вания; усиление колонн же- лезобетонными или сталь- ными обоймами
Сырость стен подвала и мест- ные протечки грунтовых вод Повреждение вертикальной гидроизоляции Раскрытие фундамента с наружной стораны и наклей- ка на вертикальные поверх- ности стен фундамента гид- роизоляции
Расслоение бе- тона или кладки трещинами Недостаточное сечение про- дольной арматуры или хому- тов. Занижение прочности бетона или кладки; завыше- ние нагрузок на колонну Расчет потребного количест- ва рабочей арматуры. Уст- ройство железобетонной обоймы
Сырасть стен, затопление под- валов Повреждение вертикальной гидранзоляиии и изоляции пола Поднятие уровня грунтовых вод раскрытие фундамента с наружной стороны и наклей- ка на вертикальные поверх- ности стен фундамента гид- раизоляиян. Устройство пристенных ка- налов и дренажей Устройство внутри подвала гидроизоляции в сочетании с железобетонной облицовкой
Горизонтальные трещины в ко- лонне Непроектное виецеитренное приложение нагрузки; отсут- ствие распределительной подушки под балками и ар- матурных сеток в кладке Усиление колонны устройст- вом обойм
Вертикальные трещины в мес- те сопряжения колонн с балкой Недостаточное сечение по- перечного армиравания в колонне под балкой. Недос- таточная прочность кирпич- ной кладки. Отсутствие рас- пределительной подушки под балкой Увеличение несущей спо- собности колонны путем устройства местной железо- бетонной обоймы в колонне под балкой
Разрушение по- верхностного слоя фундамента Отсутствие или поврежде- ние наружной гидроизоля- ции в агрессивной грунто- вой среде Применение в фундаменте нестойкого к агрессивной среде матери- Раскрытие фундамента; уда- ление разрушенного слоя; торкретирование бетоном поврежденного места, уст- ройство вертикальной гид- роизоляции
Ослабление прочности клад- ки, отдельные трещины в фун- даменте Недостаточная прочность кладки Перегрузка фунда- мента Инъектнрованис в кладку стен фундамента цементных растворов. При перегрузке уширение и углубление фундамента бе- тонированием по участкам повреждение колонны в ниж- ней части транс- портными средствами Механическое повреждение колонны транспортными средствами Восстановление поврежден- ного места, защита нижней части колонны обоймами из стальных уголков
Расслоение клад- ки фундамента по всей толщине Недостаточная прачность раствора кладки или раз- рушение раствор? агрес- сивной средой, плохая пе- ревязка каменной кладки Раскрытие фундамента и устройство двусторонних железобетонных рубашек толщиной 10-20 см Наклонная тре- щина в балке в опорной части 3. Железобетонные бал: Недостаточное количество поперечной арматуры ки Усиление оалки с помошью преднапраженных хомутов
Вертикальные трещины в рас- тянутой зоне 1 балки — Недостаточное количество растянутой арматуры, пре- вышение нагрузки Усиление балки с помощью наращивания сечения снизу приваркой дополнительной рабочей армату-ры или с по- мощью стальных шпренгелей
Разрыв фунда- мента по высоте Морозное пучение вследст- вие неправильного конст- руирования и возведения фундамента, увлажнения основания Усиление фундамента желе- зобетонными рубашками, устройство отмостков вдоль стен; цементация разрыва фундамента
190
191
Продолжение I габлицы 10.!
Ch. > . -«» ra- щнтного слоя бетона Недостаточная толщина за- щитного слоя; корразия бе- тона и арматуры; механиче- ские повреждения Удаление разрушенного слоя бетона Очищение об- наженных стержней армату- ры от ржавчины, насечка бетона, промывка водой и торкретирование цементно- песчаным раствором толщи- ной 25-30 мм
Повышенные прогибы более предельных Завышение нагрузок. • Деформации железобетона вследствие технологических и атмосферных воздействий (пролив агрессивных жидко- стей. размораживание бетона итл.) Усиление балки наращива- нием или с помощью сталь- ных шпренгслсй
4. Сборные железобетонные плиты перекрытий и покрытий
Трещины в пол- ке ребристых плит Недостаточное сечение ар- матуры в полке плнты или перегрузка плиты Усиление плнты путем на- ращивания
Недопустимый прогиб ПЛИТ II раскрытие тре- щин Превышение расчетной на- грузки на плиту. Плохое качество материалов. Откло- нение расположения рабочей арматуры от проектного. Разрушение бетона от размо- раживания, коррозии Усиление плиты с помощью иарашивання пли стальных дополнительных балок. За- мена плиты на новую
Отслоение за- щитного слоя бетона Недостаточная толщина за- щитного слоя; коррозия бе- тона и арматуры Удаление разрушенного слоя бетона. Очищение об- наженных стержней армату- ры от ржавчины, насечка бетона, промывка водой и торкретирование цементно- песчаным раствором толщи- ной 20 мм
Недостаточная площадь опира- ния на опору Недостатки изготовления Смешение опор вследствие отсутствия приварк t плит, вибрации, осадок опор и т.п. Увеличение опоры посредст- вом устройства стальных столиков из швеллеров или уголков
192
Продолжение таи, ицы
5. Стальные колонны, балки, фермы
Коррозия ме- талла элементов конструкций Действие агрессивной среды Повреждение антикоррози- онной зашиты При разрушении антикорро- зийного покрытия к начале коррозии очистка поверхно- сти от коррозии, ее грунтов- ка и окраска антикоррозий- ным покрытием В случае поражения коррозией более 10% сечения подварка эле- мента усиления из профи- лей Устранение источников агрессивной среды
Трещины в ос- новном металле или сварных швах Неудачное конструктивное решение, воздействие дина- мических нагрузок, низкая хладостойкость материала конструкции Устранение отдельных тре- щин заваркой. Перед завар- кой в концах трешин сверлят отверстия диаметром 10 мм, кромки трешнн разделывают и подогревают. Участок, поврежденный тре- щинами. вырезается на 100 мм больше в каждую сторону от дефектного места, вырез усиливается стальной встав- кой или накладкой
Пробоины, раз- рывы в элемен- тах Механические повреждения от транспорта, местные ос- лабления элементов (вырезы, подрезы, отверстия), вызван- ные неправильной эксплуа- тацией и строительством Мелкие пробоины диамет- ром 25 мм ликвидируют по- становкой в отверстие стержня с обваркой с двух сторон. Крупные пробоины или кучно расположенные повреждения перекрывают накладкой
Погнутости и вмятины эле- ментов Механические повреждения при изготовлении и эксплуа- тации К погнутым элементам при- варка дополнительных стальных элементов усиле- ния
Потеря устой- чивости элемен- тов конструкции Недостаточная несущая спо- собность элемента илн пре- вышение нагрузок, повреж- дение связей конструкций при эксплуатации При местной потере устойчи- вости усиление поясов и сте- нок приваркой дополнитель- ных ребер жесткости При общей потере устойчивости ус 1лснис сечения приваркой дополюпельных профит ,*й и постановкой связей
1 Диагностика
193
Продозясе ие таблицы 10.1
Сверхнорматив- ный прогиб балок Завышена нагрузка или за- нижено сечение балки при проектировании, изменена расчетная схема Усиление сечения балок приваркой стальных накла- док к поясам и стенкам из профилей Приварка к ниж- нему поясу балки стальных профилей Изменение расчетной схемы постановкой дополнитель- ных опор
6. Деревянные балки, стропилы и фермы
Загнивание балок Использование при строи- тельстве сыром древесины, увлажнение балок от проте- чек. плохая вентиляция, по- ражение древесины грибком Прн отдельных повреждени- ях балок постановка дере- вянных или стальных дву- сторонних накладок. При массовом загнивании концов балок производится замена всех балок на стальные
Загнивание стропил и маур- лата Использование сырой древе- сины, недостаточная венти- ляция конструкций, отсутст- вие гидроизоляционного слоя между древесиной и клалкой, увлажнение древе- сины при протс 1ках Замена сгнивших участков маурлата. Усиление стро- пильных ног деревянными или стальными накладками
Ослабление элементов и узлов соедине- ний деревянных ферм Неудачное конструктивное решение, дефекты изготов- ления и эксплуатации Усиление нижних поясов ферм с помошью стальных накладок на болтах, узлов - стальными и дерсаянными накладками на болтах
7. Кирпичные стены
Вертикальные и косые трешины Плохо уплотненный грунт в основании при строительст- ве, недостатки в устройстве фундаментов, недостатки в эксплуатации: подтопление и вымывание основания атмо- сферными или технологиче- скими водами, увлажнение и промерзание основания, ве- дущие к пучению оснований фундаментов Устранение причин замачи- вания основания Усиление стен стальными тяжами диа- метром 20-30 мм в уровне перекрытий. Увеличение несущей способности осно- вания. Усиление фундамен- тов. Заделка трешин цементным раствором
I
194
Продолжение таблицы iO I
Вертикальные трешины в про- стенках и пере- мычках Недостаточная несущая спо- собность Температурно- влажностные деформации Динамические воздействия Усиление простенков путем устройства обоймы из угол- ковой стали. Усиление перемычек швел- лерами. Виброизоляиия фундаментов оборудования Инъектированне трешины цементным раствором
Вертикальные трещины между пилястрой и стеной, косые трещины в пи- лястре под опо- рой балок Недостаточная несущая спо- собность Усиление пилястры стальной обоймой из уголков с креп- лением ее к стене сквозными болтами
Вертикальные трещины в мес- тах примыкания поперечных стен к продоль- ным Разность осадок фундамен- тов и отсутствие поперечных саязей. Распор стропил. Тем- пературные деформации. Усиление стен стальными тяжами диаметром 20-30 мм в уровне перекрытий. Увели- чение несущей способности основания. Усиление фунда- ментов. Заделка трешин цементным растаором
Разрушение кладки с наруж- ной стороны от размораживания Воздействие влажного ре- жима внутренних помеще- ний Утепление стен с наружной стороны с устройством вен- тилируемого зазора
Трешины в пе- регородках Просадки пола. Отсутствие проектного зазора между перекрытием и перегородкой или заделка его цементным раствором без конопатки. Восстановление проектного зазора между перекрытием и перегородкой с проконопа- чиванием щелн между пере- крытием и перегорадкой, заделка швов раствором по металлической сетке Креп- ление перегородок к капи- тальным стенам ершами
8. Стены крупнопанельных зданий
Внутреннее расслоение па- нели Воздействие агрессивной среды, размораживание па- нели Замена панели на новую или аналогичную конструкцию
195
Продочжх ние таблицы 10.1
1 f until в п- Нг.ш 1 квозные отвер- стия Температурные млн осадоч- ные деформации. Сквозные отверстия от меха- нических повреждений или воздействия агрессивной среды Заделка мелких трещин це- ментным раствором. Прн сквозных трещинах усиление панелей арматурными сетка- ми с креплением их к телу бетона анкерами
Снижение теп- лотехнических свойств панелей Нарушение сплошности уте- плителя в трсхелокных пане- лях или сверхнормативная плотность материала лспсого бетона Утепление панелей с наруж- ной или внутренней стороны эффективным утеплителем со штукатуркой поверхности
Нарушение гер- метичности стыков панелей Низкое качество материала стыков и дефекты при изго- товлении. Температурные и осадочные деформации Удаление старого герметика из швов. Продуть н просу- шить поверхности шва. Заде- лать шов упругой проклад- кой и потом заполнить шов тиоколовой мастикой со- гласно инструкции по при- менению
Отслоение по- верхностного слоя, трещины и отслоение за- щитной декора- тивной отделки Слабое сцепление облицовки с основным материалом, замерзание воды в подпли- точном слое Недостаточная толщина защитного слоя бетона и коррозия арматуры, воздействие агрессивных сред Восстановление облицовки: произвести насечку, очистку и увлажнение основания и уложить декоративные плит- ки на цсмснтно-пссчаио.м растворе; мелкие трещины до 0,3 мм перетереть це- ментным раствором, круп- ные трещины расшивают, очищают, промывают и за- делывают цементным рас- твором с ПВА эмульсией. Восстановление защитного слоя: расчистить воверхность. удвлитъ ржавчину с армату- ры, смочить водой, оштука- турить или эаторкрстироватъ цементным раствором
9. Парапеты, карнизы, цоколи, входные площадки
Повреждение защитного по- крытия парапе- тов Плохое качество работ и недостатки проекта (отсутст- вие кровли, поперечного уклона). Износ защитного покрытия под воздействием природных факторов Удаление повр. ждеиных участков парапета, замена части кровли, примыкающей к парапету, а также защитно- го покрытия
196
н е таблицы
Разрушение Недостатки строительства Восстановление горизон- 1
цоколя и отмос- тки отсутствие гидроизоляции, использование для цоколя нсморозостойкого матер ила Слабое основание отмостки в виде насыпного грунта тальной гидроизоляции, рас- чистка разруш* иного места и просушка цоколя облицовка цоколя плитами на цемент- ном р створе или зашита цементной штукатуркой При малой толшние отмост- ки укладка нового слоя с обеспечение*, требуемого уклона, заделка трещин меж- ду отмосткой и цоколем це- ментным раствором 1 1 J
Повреждения наружных вход- ных площадок и ступеней Вследствие осадки или пуче- ния грунта основания, не- правильного опирания пло- щадки (одна сторона оперта на фундамент, а другая на грунт) Восстановление площадки с учетом особенностей ее кон- струкции отрывка кот о*«на и устройство под площадку фундамента с учетом глуби- ны промерзания грунтов, заделка в стену как консоль 1
10. Лестницы, плошадк <
Износ и разру- шение ступеней Длительная эксплуатация и механические повреждения Расчистка поврежденных мест в бетонной ступени, вырубка гнезда типа «лас- точкин хвост», устройство насечки, промывка водой, установка опалубки, бето- нирование. затирка цемент- ным раствором
Расшатывание перил лсстшш Слабые крепления в ступе- нях и нарушения сварного соединения перил смежных маршей. Нарушение сварных соединений решетки Расчистка гнезда под расша- танными стойками и заливка их расш»гряющимся цемен- том Скрепление перил двух смежных м«ршсй накладкой на сварке
Истирание и отслоение от- дельных плиток на площадках Длительная эксплуатация к механические воздействия, некачественное изготовление Вырубка на глубину 10 мм старого слоя раствора, уст- ройство HWC4KH. очистка от пыли и промывка вод^и. укладка плитки на цемент- ном растворе
197
Продолжение таблицы 101
Продолжение таблицы 10.1
11. Кровля
Протечки кров- 1 ли в местах со- пряжения ее с 1 парапетом, тру- бами и другими надстройками Неправильное и небрежное устройство сопряжения кров- ли со стеной и трубами, от- сутствие металлического фартука или стяжного хомута Усиление места примыкания рулонного ковра к верти- кальным поверхностям тремя слоями рулонного материала на высоту не менее 30 см; прикрепление верхних кро- мок слоев рулонного мате- риала в борозды парапета. Покрытие верха парапета и стен фартуком из кровельной оцинкованной стали, закреп- ление хомутом с подкладкой резины фартука нз оцинко- ванной стали в местах при- мыкания кровли к трубам
Застой воды на кровле Засорение водовода строи- тельным мусором. Несоблю- дение проектного уклона поверхности покрытия Снятие решетки водосточной воронки, прочистка водовода от засорения Устранение неровностей кровли
Износ и повреж- дение кровли Повреждение кровли при очи- стке от снега. Некачественные кровельные материалы Усиление поврежденного гид- роизоляционного ковра не- сколькими слоями рулонного ковра на горячем битуме Замена поврежденной кровли новой
Трешины в би- тумном окра- сочном слое Старение битума под дейст- вием солнца Восстановление битумной окраски с бронирующей по- сыпкой
Вздутия между слоями ВОДО1130- ляшюнного ковра Наклеивание рулонных ма- териалов по мокрым или запыленным поверхностям Ремонт дефектных участков
Сквозные тре- шины водоизо- ляционного ковра на основ- ных плоскостях Отсутствие или редкое рас- положение температурно- усадочных швов; трещины в основании под кровлю Устройство компенсаторов над трещинами
Срыв иля отрыв полотнищ водо- изоляционного ковра Недостаточная прочность склеивания водоизоляцион- ного ковра с основанием под кроалю Ремонт кровельного ковра и стяжки
Образование сосулек и нале- дей на свесах, увлажнение карнизной части здания Отсутствие капельников на свесах кровли. Подтаивание снега на кров- ле, стекание талой волы и се замерзание на свесах вслед- ствие недостаточной толщи- ны утеплителя покрытия или его увлажнения Устройство капельников на кровле Замена утеплителя покрытия или переустройство кровли с неорганизованным отводом воды на внутренний водоот- вод
Трещины в лис- тах асбестоце- ментных кро- вель Механические повреждения. Коробление листов от усуш- ки при неправильном их креплении Замена волнистых листов с трещинами и отколами иа новые
Коррозия листов стальных кро- вель Воздействие окружающей среды, нерегулярный ремонт и очистка кровель от мусора Очистка от ржавчины и ок- реска поврежденных мест. Замена листов, имеющих сквозные повреждения
Щели неплотно- сти для всех видов кровли Нарушение правил устройст- ва кровли Устранение дефектов в соот- ветствии с нормативными требованиями
Конструкции инженерных сооружений
12. Эстакады под технологические трубопроводы
Отслоение за- щитного слоя бетона железо- бетонных ко- лонн Коррозия арматуры и бетона от агрессивного воздействия внешней среды Усиление колонны с помо- шью обоймы: непрочный бетон удалить, арматуру очистить от коррозии, уста- новить дополнительную ар- матуру, поверхность затор- кретировать бетоном
Отслоение за- щитного слоя бетона железо- бетонных балок пролетных строений н тра- верс Коррозия арматуры и бетона от агрессивного воздействия внешней среды. Малая величина защитного слоя бетона При слабой коррозии ремонт производится в следующей последовательности: армату- ры обить, непрочный бетон, арматуру очистить, поверх- ность заторкретировать Прн сильной коррозии арматуру- бал ки усилить с помошью стальных шпренгелей, пред- варительно очистив армату- ру от продуктов коррозии и заторкретировав поверх- ность. Траверсы с сильной коррозией арматуры заменя- ются на стальные, сваренные из двух швеллеров
198
199
Продолжение таблицы 10.1
Коррозия сталь- ных конструк- ции опор, ферм пролетных строений, тра- верс Агрессивное воздействие внешней среды, нерегулярная антикоррозионная зашита При малой коррозии (до 10% сечения) конструкции очи- щаются, грунтуются и нано- сится проектное антикорро- зионное покрытие При сильной коррозии колонны усиливаются снаружи сталь- ными профилями способом обстройки; поврежденные элементы ферм усиливаются приваркой дополнительных стальных профилей вдоль кромок элементов; повреж- денные траверсы заменяются на новые При невозможности или сложности проведения уси- ления эстакад производится строительство новой эстака- ды рядом с существующей
13. Открытые крановые эстакады
Повышенные горизонтальные перемещения колонн при движении крана Недостаточная жесткость опор эстакады, замачивание основания фундаментов, применение нспросктного крана Эффективным средством уменьшения перемещений является постановка допол- нительных поперечных ферм-раслорок выше крано- вого габарита. При нс очень больших перемещениях мо- жет быть использовано до- полнительное обстонирова- нис низа колонн
Повреждения подкрановых балок и их креп- лений к колон- нам Недостаточная прочность балок, повреждение крепле- ний от динамических нагру- зок вследствие их длитель- ной эксплуатации Усиление подкрановых ба- лок с помощью наращивания сечения приваркой стальных профилей или шпренгслсй. Усиление крепления балок к колоннам приваркой допол- нительных элементов. Рихтовка крановых путей
Оголение арма- туры железобе- тонных колонн Удары поднимаемых грузов о колонны. Коррозия арма- туры от воздействия внеш- ней среды Обрамление колонны обой- мой из уголковой стали, вос- станоаление защитного слоя бетона торкретированием
200
Продолжение таблицы 10./
14. Стальные резервуары
Коррозия стен дниша и покры- тия Агрессивное воздействие хранимого продукта, повре- ждение антикоррозионной защиты, использование ре- зервуара не по назначению При значительной коррозии вырезка дефектных мест с последующей приваркой новых элементов взамен удаленных
Трешины в ос- новном металле корпуса и свар- ных швах Недостатки изготовления, применение недостаточно хладостойкой стали Устранение трешины в кор- пусе резервуара путем рас- сверловки ее концов с после- дующей заваркой и поста- новки накладки или удале- ния дефектной части резер- вуара с заменой новым мате- риалом
Недопустимые осадки и крены Недостатки проекта, некаче- ственно выполненное осно- вание при строительстве, увлажнение основания Поднять резервуар домкра- тами и подбить под днище грунтовое основание в за- данном месте с последую- щим его трамбованием; опустить резервуар на новое основание
15. Железобетонные резервуары и емкости
Протечки жид- кости в стыках сопряжения элементов емко- стей Некачественный монтаж и выполнение бетонных работ Устранение местных проте- чек путем удаления дефект- ного бетона с заменой его новым, а также с помощью инъектировання цементным раствором При проникновении грунто- вых вод во внутрь резервуара производится инъектиро ва- нне наружной поверхности резервуара цементным рас- твором через стену. При наличии большого количе- ства повреждений следует выполнить устройство за- щитного слоя нз торкретос- тона, железобетонной или стальной рубашкн с внут- ренней поверхности стен и днища
201
Продолжение таблицы Ю.1
Трещины в сте- нах и днищах Температурно-усадочные трещины в монолитных со- оружениях вследствие нару- шения технологии производ- ства работ, недостаточная трсщиностойкость из-за не- достатков проекта, неравно- мерные осадки основания Устранение отдельных мел- ких трещин путем инъекти- рования цементным раство- ром. В круглых сооружениях трешины устраняются путем намотки на наружную по- верхность преднапряженной высокопрочной арматуры с послсд^тошим ее торкрети- рованием Устранение крупных трешин от неравномерных осадок путем устройства внутрен- них железобетонных руба- шек
Повреждение защитного слоя арматуры Коррозия арматуры вследст- вие воздействия агрессивной среды, недостаточная тол- щина защитного слоя бетона, коррозия и размораживание бетона при эксплуатации Непрочный бетон защитного слоя удаляется, арматура очншастся от продуктов кор- розии, торкретируется бето- ном толщиной 30 мм
16. Стальные конвейерные галереи
Коррозия сталь- ных пролетных строений и опор Агрессивное воздействие внешней и внутренней сре- ды, повреждение антикорро- зионного покрытия из-за несвоевременного ремонта При разрушении антикорро- зионного покрытия очистка стальных конструкций от коррозии, грунтовка и окраска. Усиление отдельных повре- ждений стальных конструк- ций путем подварки сталь- ных профилей. Прн недостаточной несущей способности пролетных строений постановка допол- нительных стальных опор в пролете на основании расчета. При недостаточной несущей способности опор усиление приваркой профильного ме- талла ияи разгрузка поста- новкой дополнительных опор на основании расчета
202
Продолжение таблицы 10 1
Обнажение ар- матуры в желе- зобетонных плитах покры- тия и перекры- тия Коррозия арматуры н бетона, разрушение бетона вследст- вие недостаточной морозо- стойкости Непрочный бетон обить, арматуру очистить, затор- кретировать бетоном
17. Железобетонные силосы и бункеры
Кольцевые и радиальные трещины в ци- линдрических стенах Недостаточная прочность стен из-за недостатков про- екта или строительства При местных трещинах уси- ление с по.мошью стальных бандажей Перед установкой бандажей трешины инъекти- руются цементным раст- вором. При недостаточной несущей способности усиление стен с помощью железобетонных обойм с наружной стороны на основании расчета
Коррозия арма- туры и бетона Воздействие окружающей среды и хранимого вещества. Занижение прочности бетона при изготовлении. Воздейст- вие высоких температур хранимого вещества или износ от трення при его дви- жении Удаление непрочного бето- на, очистка арматуры, тор- кретирование бетоном При больших площадях по- вреждений устраивается внутренняя стальная или железобетонная облицовка
Отдельные про- бонны н бреши Недостаточная прочность бетона, вызванная недостат- ками страитсльства. Дина- мическое воздействие па- дающих кусков хранимого вещества Поврежденные места очи- щаются и заделываются бе- тоном. На поврежденное место устанавливается бан- даж из стальной полосы
18. Градирни
Разрушение защитного слоя бетона с оголе- нием арматуры Недостаточно прочный бетон из-за некачественного изго- товления. Разрушение бетона от размораживания Удаление непрочного бето- на, очистка арматуры, тор- кретирование бетоном до проектной толщины, нанесе- ние защитной гидроизоляции по проекту
Трещины в не- сущих железо- бетонных кон- струкциях Недостаточная прочность конструкций вследствие некачественного изготовле- ния. коррозия арматуры при трещинах вдоль арматуры Усиление несущих конст- рукций железобетонными обоймами. При трещинах от коррезин арматуры непроч- ный бетон удалить, арматуру очистил., заторкретировать бетоном, нанести гидроизо- ляцию
203
Продолжение таблицы 10 /
Продолжение таблицы 10.1
- сталь- ных конструк- 1 иий и закладных I ..талей Агрессивное воздействие внешней среды, повреждение антикоррозийного покрытия Очистка конструкции от продуктов коррозии н вос- становление антикоррозии- 1 ной зашиты. При коррозии элементов более 15% их се- , чения произвести усиление 1 элементов
Выпучивание сжатой про- дольной арма- туры железобе- тонных оболо- 1ск башенных градирен Недостаточная прочность конструкиин вследствие ошибок в расчете или нека- чественного изготовления оболочки Усиление оболочки на осно- 1 вании расчетов
Разрушение деревянной или асбестовой об- шивки вентиля- торных гра- дирен Воздействие внешней и внутренней среды: гниение обшивки, разрушение асбе- стовых листов от размора- живания Восстаноалснис обшивки по 1 проекту
Сверхнорматив- ные горизон- тальные пере- мещения при работе вентиля- тора вентиля- торной градирни Плохая центровка вентиля- тора. Недостаточная жест- кость градирни из-за недос- татков проекта Центровка вентилятора 1 Усиленно жесткости градир- , ни постановкой дополни- тельных вертикальных сая- зей по колоннам из стальных профилей
19. Кирпичные дымовые трубы
Трешнны в ство- ле трубы, выпа- neinic отдельных кирпичей Температурные воздействия, недостаточная прочность кладки, коррозия раствора швов кладки от агресс 1вного воздействия газов Отдельные трещины инъек- тируются и устанавливаются дополнительные стальные кольца При недостаточной прочности кладк г се усилс- I ние с помощью жслезобе- | тонной обоймы
Коррозия сталь- ных стяжных колеи и конст- рукций Агрессивное воздействие внешней среды, повреждение антикоррозионных покрытий Восстаноалснис антикорро- зионной зашиты по проекту При коррозии свыше 15% сечения элементов усиление стальных конструкций
Разрушение футеровки Агрессивное воздействие дымовых газов Ремонт футеровки путем замены разрушенной кладки иа новую
20. Железобетонные дымовые трубы
Трещины в стволе трубы Температурные воздействия, недостаточная про шость из- за некачественного строи- тельства. коррозия арматуры При отдельных трешниах от температурных воздействий производится их инъектиро- ваннс цементным раствором При значительных поврежде- ниях усиление трубы с усг ройством внешней железобе- тонной обоймы
Отслоение за- щитного слоя бетона Агрессивное воздействие внешней среды, коррозия арматуры, перегрузка ниж- ней зоны трубы вследствие недостатков проекта Восстановление защитного слоя ч етодом торкретирования. При перегрузке нижней зоны усиление внешней железобе- тонной обоймой. При повреж- дениях значительной площади замена трубы на новую
Выпучивание вертикальных арматурных стержней Перенапряжение ствола тру- бы из-за недостатков проекта или изготовления Усиление трубы с помошью железобетонной обоймы по специальному проекту
Разрушение футеровки Агрессивное воздействие газов Восстановление футеровки по проекту
21. Железобетонные тоннели
Отдельные тре- щины в стенах, днище и пере- крытии Недостаточная прочность конструкций или перегрузка, осадки грунтового основания При недостаточной прочно- сти конструкций их усиление путем наращивания сечения. Отдельные трешины от не- равномерных осадок разде- лать и зачеканить цементным раствором
Разрушение защитного слоя и оголение ар- матуры Размораживание бетона от промерзания перекрытия вследствие его увлажнения, коррозия бетона от агрессив- ной среды внутри тоннеля Устранение причины разру- шения: недопущение увлаж- нения перекрытия, устройст- во гидроизоляции и антикор- розионной зашиты. Восста- ноаяение защитного слоя торкретированием бетоном
Протечки грун- товых вод через перекрытие и стены Повреждение наружной гид- роизоляции. нарушение вод- ного режима грунтов Устранение протечек заме- ной или восстановлением гидроизоляционного слоя по внешней поверхности В стесненных условиях уст- ранение протечек осущест- вляется инъектированисм цементного раствора или по- лимерных материалов за сте- ну сооружения через просвср- ленные изнутри отверстия
204
205
И. ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
При строительстве различных видов зданий и инженерных сооружений
довольно часто допускаются различные дефекты
Не устраненные дефекты конструкций могут вызвать в дальнейшем
при эксплуатации сооружения его повреждения, а при их критическом зна-
чении привести к аварии.
Сгроительной инспекцией Госстроя России с учетом рекомендаций ря-
да других организаций на основе многочисленных проверок качества
строительства в различных регионах страны были составлены и проанали-
зированы характерные дефекты, допускаемые в ходе строительства.
Настоящее приложение составлено по материалам работы Госстроя.
Выявление дефектов на стадии строительства будет способствовать
повышению надежности сооружений.
Таблица 11.1
Основные дефекты при строительстве
Наименование видов строи- тельных работ Описание возможных на руше- ний требований проекта и нор- мативных документов в строи- тельстве, вызывающих потерю или снижение прочности, устой- чивости и надежности сооруже- ния Возможное влияние допущенного дефекта
1 2 3
Земляные работы при устройстве фундаментов мелкого заложе- ния на естествен- ном основании Общие требова- ния. Основания и свайные фундаменты 1. Несоответствие типа грунта основания данным инженерно- геологических изысканий Нс выполнены мероприятия по организованному отводу поверх- ности ВОД от котлована, что при- водит к нарушению природной структуры и влажности грунтов основания. Нс произведена зачистка дна кот- лована и траншей перед устройст- вом фундаментов Допущено затопление, промерза- ние. перебор грунта основания, а устройство фундаментов выпол- нено без проведения восстановле- ния основания, согласованном с проектной организацией Снижение несущей способности грунтов основания
206
Продолжение таблицы Ul
2. Нс выполнены нормативные требования по организации и про- ведению работ по водопониже- нию при высоком уровне грунто- вых вод 3. Нарушена принятая в проекте схема и скорость передачи нагру- зок на основание, сложенное .мед- ленно консолидирующими грун- тами 4. При обратной засыпке котлова- нов и пазух фундаментов применя- ются грунты, физико-механические характеристики которых нс соот- ветствуют проектным Нс достигается требуемая степень уплотнения грунта. В зимнее вре- мя обратная засыпка осуществля- ется .мерзлым грунтом 5. Прн обратном засыпке пазух котлована допущены непреду- смотренные проектом горизон- тальные нагрузки на стены подва- ла (динамические нагрузки от грунта или бульдозера) Тоже Потеря устой 1ИВОСТИ грунта основания Возможна просадка насыпного грунта и осадка конструкций Снижение устойчиво- сти стен
Устройство за- бивных свай 6. Оборудование для погружения свай не соответствует проекту 7. Забивка железобетонных свай произведена без применения на- головников с амортизаторами 8. Не произведена пробная забив- ка свай в ходе изысканий к в на- чале производства работ с регист- рацией в журнале работ 9. Замер отказа при забивке свай произведен с нарушением норма- тивных требований. При отказе, превышающем расчетный, не вы- полняется контрольная добивка свай после их «отдыха». В случае недогружения свай до проектной отметки при отказе, равном или меньше расчетного, а также при превышении расчетного отказа свай при контрольной добивке продолжается производство работ без соответствующего решения проектной организации Недобивка свай, раз- рушение полов Разрушение головы сваи Неравномерные осадки То же
207
Продолжение таблицы 11.1
Г 0. При погружении свай вибро- погружателями не соблюдены •тормативныс требования о про- должительности последнего залога 1. При погружении свай забив- кой с применением подмыва стру- ей воды нс соблюдены требования о количестве подмывных труб и прекращении подмыва на послед- нем метре погружения* 12 Отклонения свай в плайе или от вертикали превышают норма- тивные значения 13. Забивка свай произведена с завышением отметок нсспланиро- ванного дна котлована, глубина погружения свай при этом не от- корректирована 14. Срезка голов свай произведена ниже отметки, требуемой для за- делки ее в ростверк на проектную величину, при этом тело бетона отдельных свай не входит в бетон ростверка 15. Сваи с преднапряженной ар- матурой заделаны в ростверк по- сле срезки их голов без дополни- тельного армирования, обеспечи- вающего их анкеровку в ростверке Тоже Тоже Тоже Снижение несущей способности свай Снижение прочности узлов сопряжения свай То же
Устройство буро- набивных свай 16 . Нс произведена зачистка забоя скважины ст разрыхления грунта и шлама, нс установлено соответ- ствие типа грунта основания дан- ным инженерно-геологических изысканий. Нс выполнена провер- ка соответствия проекту располо- жения скважины в плане и их гео- метрических размеров 17 Подвижность бетонной смеси снижена против проектной 18 Перерыв между окончанием бурения скважины и началом бето- нирования сваи в устойчивых грунтах достигает 24 часов и более 19. Укладка бетонной смеси в скважину произведена с длитель- ными перерывами. Бетонная смесь сбрасывается на высоту, превы- шающую допустимую Снижение прочности фундамента Нарушение сплошно- сти ствола сваи Снижение прочности нз-за возможных вы- валов грунта Снижение прочности из-за нарушения сплошности
208
Продолжение таблицы III
20. Голова сваи оформлена с пе- рерывом после бетонирования ствола При этом подготовка по- верхности к последующему бето- нированию нс произведена. Кон- дуктор головы сваи установлен со смещением от центра ствола 21. При изготоаленвн свай с креп- лением стенок скважины от обру- шений обсадными трубами проис- ходи задержка извлечения обсад- ной трубы 22. Работы по устройству рост- верков начаты без приемки за- глубленных в грунт и срезанных на проектном уровне свай, свай- оболочек или буронабивных свай, а также без оформления необхо- димой документации по устройст- ву и приемке свайного поля Снижение прочности Образование трешин в свае при извлечении обсадной трубы Снижение несущей способности
Объекты жилшцно- гражданского назначения
Монтаж сборных железобетонных конструкций. Общие требова- ния Крупнопанельные жилые зда- ния серий 1221,125,464, 90 и других типовых проектов с внутренними несущими и на- ружными самонесущими стена- ми, сплошными панелями пере- крытий. Общественные круп- нопанельные здания серии 1.090 1. Виды используемых монтажно- выверочных приспособлений не соответствуют предусмотренным вППР 2. Применены панели наружных и внутренних стен с трещинами, в том числе сквозными и наклон- ными, не относящиеся к категории местных поверхностных упадоч- ных трешин, со смешенными от проектного положения закладны- ми деталями. Панели наружных стен имеют сверхнормативные раковины н сколы ребер бетона нз участках, предназначенных для образования герметизируемых зон Снижение устойчиво- сти конструкций во время монтажа Снижение прочности
209
Пробе тже ше таблицы 11.1
Г стыках и устройства оклеенной воздухоизоляини, конструкции лестничных маршей и площадок имеют трещины, обнажение арма- туры. жировые и ржавые пятна на лицевых поверхностях не отве и- ют первой категории качества по истираемости бетона
Монтаж наруж- ных к внутренних стеновых панелей 4. Имеются сверхнормативные смещения стеновых панелей от вертикали и проектного положе- ния 5. В качестве маяков использова- ны материалы, прочность которых превышает установленную проек- том прочность раствора постели на сжатие Нс выдержана норми- руемая толщина маяков и откло- нение отметок маяков относи- тельно монтажного горизонта Снижение прочности и устойчивости па- нелей Деформации в конст- рукциях и узлах
Монтаж панелей перекрытий и покрытий 6. Установка конструкций произ- ведена на слой жесткого раствора толщиной более 20 мм с примене- нием непредусмотренных проек- том подкладок либо «насухо» на прокладки с последующей подче- канкой швов раствором Снижена глубина опирания пане- лей на несущие конструкции Снижение прочности опорных узлов
Монтаж вентиля- ционных блоков 7. При установке блоков не обес- печено совмещение каналов, мон- таж выполнен «насухо» без тща- тельного заполнения швов це- ментным раствором, нс обеспече- на сохранность каналов от засоре- ния и попадания посторонних предметов Снижение прочности проектных параметров воздухообмена
Монтаж санитар- но-технических кабин 8. Отсутствуют предусмотренные проектом зазоры между потолком и верхом сантсхкабипы 9. Нс выровнена прокладками поверхность под установку кабин Нс выполнена заделка раствором (бетоном) отверстий в панелях перекрытий в местах пропуска стояков Повреждение сантех- кабнны Деформация кабины с нарушением ее гидро- изоляции
210
Продолжение таблицы 111
Монтаж гипсобс- тонных псрсго- 10. Отсутствуют предусмотрен- ные проектом зазоры между по- Развитие разрушаю- щих деформаций в
родок толком и верхней частью перего- родки, не выполнены крепления перегородок к иссушим конструк- циям металлическими элементами и конопатка имеющихся зазоров паклей, смоченной в гипсовом растворе. Изоляция перегородок от монтажных ерпкек гидроизо- ляционными материалами отсут- ствует. Закладки некратных мест мелкоштучными материалами не закреплены к основным конструк- циям перегородках
Монтаж лестнич- ных маршей и площадок е 11. При монтаже лестничных маршей используются стропы вместо траверс, предусмотренные ППР, закрепление их производит- ся с примененном различного рода приспособлений и в нспроектных местах 12 Глубина опирания площадок и маршей снижена против проект- ной. Без согласования с проектной организацией допущено примене- ние не предусмотренных проек- том прокладкой для выравнивания положения монтируемых элемен- тов по отметкам. Марши устанав- ливаются на площадку без под- стилающего слоя раствора. Допу- щены сверхнормативные отклоне- ния поверхностей ступеней от горизонтали Разрушение марша и его падение Снижение устойчи- вости маршей и площадок
Монтаж блоков шахт лифтов Смещения граней установленных смежных элементов, отклонения от вертикали внутренней поверх- ности стен и от проектной высоты порога дверного проема превы- шают нормативные Крепления блоков между собой выполнены с использованием нспроектных крепежных элементов и под- кладок Затруднена эксплуата- ция лифтов
211
Продолжение таблицы ll-l
•юрка и сварка 4ОНТЗЖНЫХ со- динений жслсзо- хггонных конст- эукций 4 Не произведен отгиб крепеж- ных скоб на требуемую величину. Срспежные элементы конструкций свариваются до фиксации их в проектном положении Не обеспе- чена длина сварных швов и высота катета, допущены поджоги основ- ного металла крепежных элем .н- тов. применены ие предусмотрен- ные проектом крепежные элементы Снижение прочности сооружений
Антикоррозион- ное покрытие закладных и со- единительных деталей 15. Не выполнено антикоррозион- ное покрытие сварных соедине- нии, а также участков закладных деталей и связей с нарушенным заводским антикоррозионным покрытием. Покрытие нанесено по неочищенным от остатков сва- рочного шлака, брызг металла, жиров и других загрязис 1ий по- верхности соединительных дета- лей и сварных соединений Коррозия металла соединений
Замонолнчнванис стыков и швов 16. Класс бетона и марка раствора, примененных для замоноличива- ння стыков и швов, нс соответст- вуют требованиям проекта. Бетонирование выполнено без уп- лотнения, с пустотами и обнажением арматуры. Образцы бетона на месте замоиоличиванмя не отбираются и не испытываются Нс выполнены тре- бования проекта по применению прогрева замоноличеиных стыков и ШВОВ В ЗИМНИХ условиях Деформации в соеди- нениях
Водо-, воздухо- я теплоизоляция стыков наружных стен 17. Соединеннс и наклейка возду- хозащитных лент производится с пропусками, встык, с обратной нахлесткой, с пузырями, вздутиями и складками Уплотняющие про- кладки установлены с разрывом, не обжаты до требуемой величины Герметизирующие мастик i нано- сятся в устье стыка с разрывами, пустотами, наплывами толщиной, превышающей проектную. Фак- тическое сопротивление мастик отрыву от поверхности панели нс соответствует показателям, при- веденным в стандартах и техниче- ских условиях Протечки, продувание и промерзание стыков
212
Продолжение таблицы III
Каменная кладка стен, столбов и перегородок Жилые и общественные здания из каченных конструкции различных проектов 18. Каменная кладка последующе- го этажа выполнена до уклалк i несущих конструкций перекрытий возведенного этажа, анкеровки их в стены и замоноличивания швов между плитами перекрытий 19. Не соблюдены требования по раскладке тычковых рядов в кладке. Кирпич в тычковых рядах нс соот- ветствует нормативным требовани- ям Балки, прогоны, плиты пере- крытий, балконов и другие сборные конструкции опираются на ложко- вые ряды несущих стен Под опора- ми балок и прогонов нс установле- ны распределительные подушки 20. В нагруженных участках стен уложено большое количество кирпича-половняка. Горизонталь- ные и вертикальные швы нс за- полнены раствором, и величина Их превышает нормативную. Приме- няется раствор, процесс схватыва- ния которого начался 21. Высота возведения стен и пе- регородок, а также разность высот выполненной кладки на наружных и внутренних стенах превышают нормативные величины 22 Отклонение поверхностей и углов кладки стен и столбов от вер- тикали превышают нормативные 23. Каменные конструкции ослаб- лены нс предусмотренными про- ектом отверстиями, бороздами, нишами, монтажными проемами 24. При разрыве кладки верти- кальной штрабой ис произведено се армирование 25. Не выполнена горизонтальная гидроизоляция стен 26. Армирование кладки стен, столбов и перегородок выполнено с нарушением нормативных тре- бований Потеря устойчивости кирпичных стен Разрушение опорных узлов Снижение несущей способности стен Потеря устойчивости стен и перегородок Снижение прочности кладки Тоже Снижение прочности кладки Переувлажнение кладки Снижение Несущей способности
213
Продолжение таблицы 11.1
I Установка окон- 1 них блоков и 1 блоков балкон- I пых дверей Здания жилншно-гражданского назначения 7 Не произведена защита анти- ептиком и гидроизоляцией по- верхностей коробок оконных и □верных блоков, примыкающих к каменным стенам, не произведена заделка зазоров между коробкой (подоконной доской) и каменной стеной термоизоляционными ма- териалами. не обеспечивается предусмотренное проектом креп- ление коробок в проемах стен Снижение надежно- сти, значительные теплопотери
Устройство кро- вель из рулонных материалов Устройство окле- енной гидроизо- ляции ЛОЛ ЛОЛЫ 28. Пароизоляция выполнена с разрывами без заведения на вы- ступающие элементы. Теплоизо- ляционные материалы не соответ- ствуют требованиям проекта по влажности и уложены с разрыва- ми. сверхнормативными отклоне- ниями от требований проктапо толшине и заданным уклонам. Основан! е под г «дроизоляиию не соответствует требованиям по прочности, монолитности и ров- ности поверхности. При наклейке рулонных материа- лов нс обеспечена плотность при- легания к основанию, не соблюде- на величина нахлеста соседних полотнищ, допущена их перекре- стная наклейка. Нс выполнены требования проекта по устройству примыкания мягкой кровли к па- рапету и выступающим частям. Вместо битумных материалов н других видов мастик применяется чистый битум 29. Гидроизоляиия выполнена по неподготовленной поверхности пола и участков стен на высоту примыкания рулонного ковра. Наклейка полотнищ рулонного ковра произведена без нахлеста, с пропусками, без плотного прижа- тия к основанию. Вместо битум- ных и других видов мастик при- меняется чистый битум Снижение эксплуата- ционных качеств из-за переувлажнений Снижение надежности гидроизоляции
214
Продолжение таблицы H-L
Монтаж колонн Объекты проичводствеиногр назначения. Одноэтажные здания со стальным каркасом 1. Монтаж конструкции ведется без образования связевого блока 2 Монтаж колонн ведется без крепления очередных конструк- ций к связевому блоку подкрано- выми балками 3. Опорные плиты баз колонн в саязевых блоках не приварены к специальным швеллерам, заделы- ваемым в фундаменты для пере- дачи продольных горизонтальных сил со саязевых колонн на фунда- менты 4. В уровне верха колонн в связе- вом блоке в плоскости каждой ветви не установлены связевыс распорки для передачи нагрузок на одну диагональ вертикальных связей 5. В уровне верха колонн нс уста- новлена нитка распорок, связы- вающая левые н правые ветви всех колон ряда 6. Нс установлены на уровне сере- дины высоты здания предусмот- ренные проектом две нитки до- полнительных распорок, связы- вающих ветви всех колонн ряда с вертикальными связями 7. В подливке из цементного рас- твора под опорными плитами имеются пустоты, обнаруживае- мые при простукивании 8.. Между строгаными поверхно- стями опорных плнт и фрезеро- ванными торцами баз колонн имеются зазоры, превышающие 1/1500 ширины ветви колонны 9. Анкерные плитки смещены от- носительно проектного положения Потеря устойчивости конструкций Обруше- ние их в период монтажа Тоже Снижение устойчивости колонн Возможны деформации в конст- рукциях и узлах сопряжения Снижение устойчивости колонн. Возможны деформации и обруше- ние колонн из-за увели- чения их гибкости из плоскости поперечного ряда Тоже То же Снижение прочности опорных узлов. Воз- можны их деформации Снижение прочности опорных узлов Де- формации и смятие металла в опорных узлах Снижение прочности опорных узлов Де- формация анкерной плитки
215
Продолжение таблицы 11.1
0 Смешение анкерных болтов в )ундамснтах от разбивочных осей тревышаст 10 .мм 1. Отметки головок анкерных болтов завышены относительно проектного положения 12. Отметки головок анкерных болтов занижены относительно проектного положения, в резуль- тате чего стержень болта выступа- ет из гайки .менее чем иа 3 мм 13. В подкрановых частях колонн крайнего ряда в местах крепления опорных консолей под стеновые панели не установлены балк • из швеллеров, соединяющие ветви колонн (проекты серий) 14 Односторонний зазор между фрезерованными поверхностями в стыках колонн превышает 0.0007 поперечного размера сечення ко- лонны. при этом плошадь контак- та состааяяст менее 65% плошали поперечного сечения 15. В монтажных стыках колонн при приварке накладок не оставле- ны неприваренные участки длиной 30 мм с каждой стороны до стыка Снижение прочности опорных узлов. Воз- можно разрушение креплений Снижение прочности опорных узлов Уменьшена заделка анкерных болтов, воз- можно их выдергива- ние Снижение прочности опорных узлов. Несу- щая способность бол- тов не обеспечена. возможно разрушение опорных узлов Снижение устойчиво- сти элементов колонн Возможны деформа- ции наружной ветви колонн Потеря прочности стыков колонн. Воз- можно разрушение стыка и обрушение колонн Снижение прочности стыков колонн
Монтаж стро- пильных ферм Стропильные фермы из парных уголков 16. Смещения опорных ребер ферм относительно осей оголов- ков колонн из плоскости попереч- ной рамы превышает допустимые 17. Глубина опнрачия ферм на колонны уменьшена, опорное реб- ро опирается нс всей плошадью 18. Стропильная ферма не опира- ется на колонну опорным ребром и зависает на монтажных болтах Снижение прочности опорных узлов. Воз- можно неполное опи- раю е ребер и сниже- ние несущей способ- ности и устой 1ИВОСТИ колонн Снижение прочности опорных узлов. Воз- можно обрушение ферм Потеря прочности опорных узлов. В про- цессе дальнейшего строительства возмож- но обрушение ферм
216
Продолжение таблицы 1/1
19. После окончания монтажа ферм нс срезаны стальные пла- стины (или уголки), обеспечи- вающие жесткость отправочных элементов при транспортировке 20. Зазоры между фермами и опорными стоиками на монтаже нс заполнены стальными проклад- ками, которые должны постав- ляться комплектно с фермами 21. Закрепление опорных стоек к колоннам выполнено на болтах вместо монтажной сварки 22 Допущена внеузловая переда- ча нагрузок на фермы с отступле- нием от проектного положения 23. При длине панелей верхнего пояса ферм 3 м используются плнты покрытия шириной 1,5 м 24. При выполнении соединений смежных ферм в многопролетных зданиях допущены отступления от проекта: разрезная схема вместо неразрезном или наоборот 25. Верхние пояса стропильных и подстропильных ферм приварены к опорным стойкам (проектом это нс допускается) 26. Опорные ребра ферм опирают- ся на колонны с клиновидными зазорами, нс заполненными сталь- ными прокладками (проектом предусмотрено опирание по всей плошали опорного ребра) 27. В креплениях ферм к опорным стойкам установлено заниженное по сравнению с проектом количе- ство болтов 28. Соединение с фермами прого- нов. расположенных на расстоя- нии 3 м от ОССИ рядов, выполнено жестким, а нс подвижным (при покрытии из стального профна- стила и двухслойных металличе- ских панелей) Снижена прочность узлов фермы Увели- чена жесткость узлов ферм, рассчитанных как шарнирные Снижение прочности крепления ферм к опорным стойкам Возможен срез болтов Снижение прочности узлов. Возможен срез болтов Снижение прочности узлов. Возможно воз- никновение непроект- ных усилий Снижение прочности верхних поясов ферм Возможно их перена- пряжение вследствие появления изгибаю- щих моментов Снижение прочности узлов ферм Возможно возникновение нспро- сктных усилий Снижение прочности ферм. Возможны из- менения их расчетной схемы Снижение прочности опорных узлов. Воз- можны деформации ферм Снижение прочности узлов. Возможно оо- рущение ферм Снижение прочности креплений Не обеспе- чена свобода горизон- тального перемещения верхних узлов стро- пильных ферм
217
Продолжение таблицы 11!
29. Крепление фахверковых стоек к фермам выполнено жестко, с применением прокатных двутав- ров н швеллеров, а не гибких пла- стин («уток») 30. Закрепление фахверковых стоек к фермам выполнено в не предусмотренных проектом местах Снижение прочности креплений и конст- рукций Снижение прочности стропильных ферм
Монтаж подкра- новых балок Стальные разрез- ные сварные под- крановые балки двутаврового сечения пролетом би 12 м с шар- нирным опирани- ем на колонны через ториевые опорные ребра 31. Смешение опорного рсбрх балки относительно оси колонны в продольном направления пре- вышает допустимое 32. Смешение осн рельса относи- тельно оси подкрановой балки превышает допустимое 33. Опирание подкрановой балки на колонну выполнено нижним поясом, а нс опорным ребром 34. В зазорах между опорными ребрами смежных подкрановых балок отсутствуют монтажные инвентарные прокладки 35. В связсвом блоке нс выполне- но сварное крепление подкрано- вых балок к консолям колонн че- рез специальные пластины 36. В связсвом блоке нс установ- лены тормозные балки в уровне верхних поясов подкрановых балок 37. В местах проектного располо- жения налкрановых связей не установлены тормозные балки в уровне верхних поясов полкраио- вых балок Снижение прочности опорного узла Снижение устойчиво- сти баяки Возможны деформации-подкра- новых балок и пре- кращение эксплу- атации Потери прочности балки. Возможны по- теря устойчивости стенок и разрушение поясных швов балки Снижсннс устойчиво- сти балок Снижение устойчиво- сти каркаса здания Снижение устойчиво- сти каркаса здания Снижение устойчиво- сти каркаса здания
218
Продолжение таблицы Hi
38. Крепление фасонок тормозных ферм и листов тормозных балок к верхним поясам подкрановых балок выполнено прерывистыми, а не сплошными швами 39. В тормозных балках листы настила имеют напуск на верхний пояс подкрановых балок менее пяти толщин настила 40. В температурном шве зазор между торцами балок меньше требуемых 60 мм 41. В температурном шве рифле- ный лист приварен нс к одной, а к обеим колоннам 42. Крановые рельсы закреплены к верхнему поясу подкрановых ба- лок с зазорами между подошвой рельса и поясом балок 43. Взаимное смещение торцов стыкуемых рельсов в плане и по высоте превышают 2 мм 44. Упорные и прижимные планки крепления рельсов нс соединены между собой монтажной сваркой 45. Не выполнены температурные швы в рельсах 46. Крановые упоры смещены относительно проектного положе- ния со смещением полок упоров относительно ребер жесткости подкрановых балок Снижение прочности соединений Снижение прочности соединений Снижение устойчиво- сти конструкций То же Снижение прочности конструкций подкра- новых путей Снижение прочности подкрановых путей Ускоренный износ рельсов, повышены динамические нагрузки на подкрановые конст- рукции и каркас здания Снижение прочности соединений Снижение устойчиво- сти подкрановых пу- тей Деформация под- крановых конструкций Снижение устойчиво- сти подкрановых пу- тей. Возможна потеря устойчивости стенок подкрановых балок
Монтаж путей подвесного транс- порта 47. Схема путей принята разрез- ной в отлнчне от решения типовой 'серии, где она неразрезпая 48. Стыки балок выполнены на накладках, а не сваркой встык 49. В сварных стыках балок путей не выполнена зачистка швов по- лок заподлицо с ездовой поверх- ностью полок балок Снижение прочности узлов крепления. Воз- можно увеличение опорных нагрузок и деформация креплении Снижение устойчиво- сти путей Снижение устойчиво- сти путей
219
Продолжение тао,*гцы ! ! I
Продолжение таблицы 11.1
S0. Сварные стыки балок выпол- нены нс в проектных местах (нс менее 0.5 м от оси при пролете б м 11,1м- прн пролете 12 м), а ближе к стропильным конструк- циям 51. Крепление балок к несущим конструкциям выполнено на свар- ке. а не болтовым соединением 52 Между балкой путей и подвес- ным столиком отсутствует рихто- во 1НЫЙ зазор 53. На овальных отверстиях не выполнена приварка шайб 54. В предусмотренных проектом местах не выполнены тормозные конструкции Снижение прочности 1 стыков Возможны разрывы швов и об- рушение балок Снижение надежности путей Усложнены ус- ловия рихтовки путей То же Снижение устойчиво- 1 стн путей Снижение прочности конструкций
Монтаж покры- тия на основе стального проф- настила 55. Стальной профнастил и двух- слойные металличсскнс панели крепятся к прогонам реже, чем это предусмотрено серией 1.460.2-10/88 (должно быть на крайних опорах в каждой волне, на промежуточных - через волну, между смежными фермами у тор- на здания и в разрывах светоаэра- ционных фонарей - в каждой вол- не как на крайних, так и на про- межуточных опорах) 56. Соединения настила .между собой комбинированными заклеп- ками выполнено с шагом, превы- шающим 250 мм 57. Стыки настила по длине вы- полнены в пролете, а нс на опор- ных элементах 58. Глубина опирания пастила на крайних операх менее 40 мм 59. Глубина опирания настила на промежуточных опорах менее 60 мм 60. Самонарсзаюшисся болты или винты устанавливаются без уп- лотнительных шайб. Снижение прочности | опорных узлов. Сни- жена жесткость диска । покрытия [ Снижение устойчиво- сти покрытия. Сниже- на жесткость диска покрытия. Возможны деформации его эле- ментов Тоже Снижение прочности опорных узлов. Сни- жена жесткость диска покрытия Возможно обрушение настила при местной нагрузке То же Снижение прочности соединений Крепле- ние настила неплотное
61. Укладка настила выполнена до приемки работ по установке, про- ектному закреплению всех эле- ментов конструкций на закрывае- мом настилом участке покрытия и окраски поверхностей, к которым примыкает настил 62- Листы проф настила уложены и осажены в местах нахлестки с повреждениями цинкового покры- тия и искажением формы 63. Крепление настила пристрел- кой дюбелями произведено к не- сущим стальным элемента толщи- ной менее 5 мм или толщиной более 12 мм 64. Расстояние от края элемента настила менее двук диаметров дюбеля 65. Расстояние между центрами дюбелей меиее их двух диаметров 66. Диаметр соединений, получен- ных дуговой точечной сваркой, меньше 18 мм или больше 22 мм 67. Выполнена сварка листов про- филированного настила толшшюй менес 0,8 мм 68. Сварные соединения листов настила между собой выполнены не контактной точечной сваркой, а ручной дуговой 69 Выпуклость то «очного соеди- нения превышает 4 мм 70. При луговой точечной сварке допущены прожоги настила и повреждения цинкового покрытия Снижение прочности покрытия. Не обеспе- чены прочность и дол- говечность узлов и конструкций Снижение прочности покрытия Возможно снижение несущей способности и долго- вечности настила Снижение прочности покрытия. Возможно снижение несущей способности стальных элементов и настила Снижение прочности соединений Возмож- но разрушение креп- ления настила То же То же То же Тоже Снижение прочности соединений Снижение прочности покрытия. Не обеспе- чены крепление и дол- говечность настила
Монтаж сборных железобетонных плит покрытия. Сборные железо- бетонные предва- рительно напря- женные ребри- стые плиты 3x6 и Зх 12.м (основные) И 1,5x6 и 1.5x12 м (доборные) 71. Глубина опирания плит дли- ной 6 м меньше 60 мм. а плит длиной 12 м- меньше 75 мм (с учетом допусков) Снижение прочности опорных узлов. Воз- можно разрушение опорных участков плнт и их обрушение
220
221
Продолжение таблицы 11.1
72. Нс выполнена приварка плнт к стропильным конструкциям по ходу монтажа, предусмотренная во всех опорных узлах, доступных для нвложения швов 73- Не выполнены сварные соеди- нения накладками концов смеж- ных продольных ребер плит в торнах здания, а при нвличии мос- товых кранов и по поперченным температурным швам со стороны начвла монтажа 74. В торцах здания и температур- ных швах соединены концы плит смежных пролетов 75- Приварка плит к стропильным конструкциям выполнена не по всей длине или ширине опирания 76. Толщина сварных швов при приварке плнт снижена против проектной 77. Допускается устройство отвер- стий в смонтированных плитах лробивкон. а нс разрезанием бето- на. рассверловкой или другим способом, обеспечивающим со- хранность других элементов ПЛНТ- Нс выполнено усиление плнт по- сле образования отверстий Снижение устойчиво- сти конструкций по- крытия. Не создан жесткий диск покры- тия. Возможно обру- шение стропильных конструкций Снижение устойчиво- сти конструкций по- крытия- Снижена же- сткость диска покры- тия. Возможна дефор- мация в опорных уз- лах плнт покрытия Снижение прочности покрытия. Создана неразрсзность, сниже- на иссушая способ- ность покрытия. Воз- можно разрушение концов плнт Снижение прочности опорных узлов. Сни- жена жесткость по- крытия, возможны деформации в опор- ных узлах плнт по- крытия То же Снижение прочности плнт. Возможно их обрушение
Монтаж конст- рукций Многоэтажные здания со сталь |ым каркасом 78. В связевом или рамно- связевом каркасе нс выполнены вертикальные связи между колон- нами или крепление их значи- тельно ослаблено против проект- ного Снижение устойчиво- сти каркаса здания Возможно обрушенне конструкций в период монтажа
222
Продолжение таблицы ! 1.1
79 Работы на последующих яру- сах выполняются до проектного закрепления конструкций ниже- лежащих этажей 80. Отклонения от осей ригелей и балок от геометрических осей колонн превышают нормативные Снижение устойчиво- сти каркаса здания Возможно обрушение конструкций в период монтажа Снижение прочности колонн
Устройство узлов и стыков 81. В рамных узлах крепления балок к колоннам на колоннах отсутствуют ответные ребра в уровнях горизонтальных накладок по верхним и нижним поясам ба- лок или напротив средней части балок 82. Размеры горизонтальных и вертикальных накладок непроект- ные, их крепление выполнено ослабленным против проектного 83. Стыки колонн выполнены с дефектами 84. В рамных узлах ферм и колонн по верхним полсам ферм и ого- ловкам кололи не установлены горизонтальные накладки и фа- сонки с наложением сварных швов 85. В шарнирных узлах балок н колонн с креплением балок на опорных уголках верхние пояса балок нс развязаны в горизон- тальной плоскости с помощью уголков с овальными отверстиями 86. В шарнирных узлах балочных клеток с этажным опиранием ба- лок верхние пояса второстепен- ных балок не развязаны над опо- рой в горизонтальном напра- влении 87. В шарнирных узлах опирание ребер балок на оголовок стойки выполнено без крепления нижнего пояса одной из балок к колонне через приваренную к оголовку планку Снижение прочности опорных узлов Воз- можна потеря устой- чивости стенок колонн и их обрушение Снижение прочности опорных узлов. Воз- можно обрушение конструкции Потеря прочности стыков колонн Воз- можно разрушение стыка и обрушение колонн Снижение прочности опорных узлов Не обеспечено воспри- ятие проектных уси- лий. Возможно обру- шение конструкции Снижение устойчиво- сти конструкций Воз- можно обрушение балок Снижение устойчиво- сти конструкций Воз- можно обрушение второстепенных балок Тоже
223
Придал жашс /поб тш/ы 11.1
88 В рамных узлах балок и ко- лонн с применением предвари- тельно напряженных высокопро |- ных болтов допущены зазоры между поверхностями колонн и торцами опорных ребер балок я нс установлены рсора жесткости по верхним поясам балок Снижение прочности опорных узлов Жсст- к< сть узлов нс обеспе- чена
Характерные нарушения, до- пускаемые прн монтаже рас- смотренных ви- дов стальных конструкций 89. Конструкции смонтированы с опиранием на пакеты стальных пластин, не сваренных между собой 90. Опирание конструкций вы- полнено с образованием клино- видных зазоров, не заполненных стальными прокладками, прива- ренными к опорам 91. Приваренные сборочные н монтажные приспособления нс удаляются, места их приварки нс зачишены заподлицо с основным металлом 92 При устройстве болтовых со- единений в конструкциях огневым способом расширены существую- щие к прожжены новые отверстия 93. Монтируются конструкции, имеюшне дефекты изготовления (заводские и монтажные) 94. Ведется монтаж надземных конструкций до полного оконча- ния устройства подземных конст- рукций и обратной засыпки кот- лованов, траншей и пазух с уп- лотнением грунта до проектной плотности 95. К растянутым элементам кон- струкций или их частям поперек действия усилий приварены ис- просктныс детали или изделие 96 Монтируются конструкции, имеющие деформации, превы- шающие допустимые Перемещение опор- ных узлов и обруше- ние конструкций Поворот опорного сечения и деформации конструкций Созданы концентрато- ры напряжений. Обра- зование трешин и де- формации Снижение прочности соединений Деформации в элемен- тах конструкций и узлах их сопряжений Снижение устойчиво- сти конструкции. Де- формации и обруше- ние конструкций Снижение прочности конструкций. Разру- шение конструкции при проектной на- грузке Тоже
224
п
97 При устройстве бохгто«мх со- едиис гнй ю гструкиий имеющие- ся зазоры не заполнены стальны- ми прокладк.ми. поставиммыми комплектно 98 В конструкциях а т*кже в узлах сопряжс гия главных и вто- ростепенных балок и стоек много- тгажиых зданий огневым спосо- бом вырезаны части сечения 99. Конструкции не имеют ити- коррознонного защитного п- кры- тая или вместо проектного соста- ва использовано менее стойкое 100. При длительных остановках строительства нс выполнена тре- буемая консервация объектов Срезбоягов Уменьшается сечение, создаются острые концентраторы я»- г/рялгениЙ Ускоренный коррози- онный износ Снижение прочности соединений, ускорен- ный коррозжжжы*
Одноэтажные здания с каркасом из железобетонных конструкции износ ।
Монтаж колонн 101. Мотгтаж колонн ведется без образования связевого олока кре- пя -нис монтируемых конструкций к связсвому блоку распорками не Снижение устойчиво- сти конструкции. Воз- можно обруптсмае конструкций в период
произведено 102 Вертикальные связи между колоннами и распорки нс закреп- лены к колоннам по проекту монтажа Тоже
Монтаж конст- рукций покрытия 103. Узлы опирания стропильных и подстропильных конструкций на колонны выполнены с отступле- нием от требований типоя ых се- рий В части глубины опирания, размеров сварных швов, взаимных смещений осей 104. Продольные ребра гъ ит. опи- рающиеся на середину железобе- тонных подстропильных ферм, приварены нс с одной, а с обеих сторон 105. Плиты покрытия смет, ны относительно узлов стро пж*ных конструкций и нс оп флютса на их закладные летали Снижение прочжостм опорных V33QB Снижение прочности конструкций Снижение ор имеет узлов- Нмвпкка про- ектная схема мыто» км стропмяышх хомх рчтоий '.вмеумовое дякрайне)
В Д|<лпюсп<кя
15
Продолжение таблицы 11.1
Монтаж подкра- новых балок 06. Сборные железобетонные подкрановые балки закреплены к колоннам стальными пластинами, остановленными горизонтально, а не вертикально 1С7. Снижение глубины опирания подкрановых балок на консоли колони и уменьшение размеров сварных швов против проектных 108. Под подошвой рельсов не установлены упругие прокладки из прорезиненной ткани толщиной 8-10 мм с двусторонней резино- вой обкладкой 109. Не выполнены температур- ные швы в балках и рельсах и их взаимные смешения на 250 мм 110. Крановые усоры смещены в сторону пролета подкрановых балок и выполнены без проектно- го крепления к верхнему поясу к упорных брусьев из дуба 111. Нс обсспс |ено проектное крепление рельсов к подкрановым балкам прижимными лапками (использованы непросктяые изде- лия, не затянуты и нс застопорены гайки болтов) Снижение прочности опорных узлов Снижение прочности опорных узлов Снижение прочности подкрановых конст- рукций. Повреждение балок Снижение прочности подкрановых балок Снижение прочности упоров При работе кранов конструкции испыты- вают ударные воздей- ствия
Многоэтажные здания с карка- сом нз сборных железобетонных конструкций по сериями 1.420- 12,1.420-6 и ИК-20/70 Каркасы рамно-евлзевого типа. В поперечном направлении рамные узлы образуются приваркой по низу ригелей к консолям колонн и сваркой выпусков арматуры из ригелей и колонн в верхней зоне, в продольном направлении для обеспечения жесткости использу- ются стальные связи и межколон- ныс связевые плиты. Плиты пере- крытий ребристые. Ригели прямо- угольные или таврового сечения с опиранием плнт на полки
226
Продолжение таблицы ! /__/
Монтаж конст- рукций каркаса 112 Монтаж конструкций ведется без образования связевого блока Связи между колоннами нс уста- новлены или крепление их к ко- лоннам выполнено ненадежным 113. Монтаж конструкций выше- лежащих этажей ведется до пол- ного завершения монтажа конст- рукций нижележащих ярусов с их проектным закреплением и замо- ноличиваннем узлов 114. Зазор между гранями колонн и торцами ригелей нс соответст- вует проектному 115. Размеры сварных швов креп- ления ригелей к консолям колонн снижены против проектных 116- В узлах сопряжения ригелей с колоннами нссоосность выпусков арматуры превышает допустимую величину. Подготовка стержней к сварке нс соответствует норма- тивным требованиям 117. Переломы осей состыкован- ных выпусков арматуры ригелей и колонн превышают допустимые 118. Допущены нарушения ориен- тации ригелей в плане (разверну- ты на 180°), в результате чего три арматурных выпуска ригелей сты- куются с менее нагруженными колоннами крайних рядов, а два — с более нагруженными колоннами средних рядов 119. Нс установлена поперечная арматура (комуты) в узлах сопря- жения ригелей и колонн в торцах температурных отсеков Потеря устойчивости конструкций. Воз- можно обрушение конструкций в период монтажа Тоже При уменьшенной величине зазора за- труднено замоноличи- ванне, прн увеличен- ной -уменьшается глубина опирания ригелей и длина свар- ных швов по нижним поясам ригелей Снижение прочности узлов. Деформации в узлах и обрушение конструкций при рас- четной нагрузке То же Тоже Chi жение прочности узлов. Возможно раз- рушение с обрушени- ем конструкций при нагрузках менее рас- четных Снижение устойчиво- сти конструкций Раз- рушение узлов и об- рушение указанных ригелей
227
Продолже! ие таблицы 11.1 | _ _______ Продолжение таблицы / / /
20 Нарушение технологической последовательности сварочных юбот. сначала привариваются закладные детали ригелей к кон- солям колонн, а затем растянутые выпуски арматуры в верхней зоне узлов 121. Не выполнена защита свар- ных швов крепления закладных деталей ригелей к кднеолям ко- лони пластичным цементно- пссчаным раствором Ml00 по всей длине опирания ригеля 122. В стыках колони соединения рабочей арматуры выполнены через накладки, а нс ванной свар- кой, взаимные смешения выпус- ков превышают нормативные ве- личины Нс устаиоаясна попереч- ная арматура 123. Стыки колонн со стальными оголовками при взаимных смеще- ниях стыкуемых колонн выполне- ны с использованием изогнутых стыковых накладок 124. При монтаже в стыках ко- лонн нс используются центрируе- мые и рихтовочные прокладки, не выполнена зачеканка швов жест- ким раствором М300 125. При монтаже плнт перекры- тия и покрытия ис выполняется первоочередная установка межко- лонник саязсвых плит с привар- кой их ребер к закладным деталям ригелей в четырех точках 126, Снижение глуб ты опирания плит перекрытия на полках риге- лей и. соответственно, длины сварных швов их крепления к закладным деталям ригелей Снижение прочности г^лов. Возможно раз- рушение сварных швов Снижение прочности опорных узлов. Кор- розия швов Снижение прочности стыка Возможно об- рушение конструкций Тоже Снижение прочности стыка Потеря прочно- сти стыка Снижение устойчиво- сти каркаса здания. Не создан жесткий диск перекрытия. Возмож- но обрушение конст- рукций в период мон- тажа Тоже Монтаж конст- рукций каркаса пространственной устойчивости здания при качественном устрой- стве дисков перекрытий и обеспе- чении их совместной работы с диафрагмами жесткости или вер- тикальными связями. Сопряжения элементов каркаса носят расчетный характер и устройство их должно выполняться своевременно и каче- ственно 127. Монтаж колонн вышераспо- ложенного яруса ведется до пол- ной сборки и омоноличивания перекрытий ннжсрасположенных этажей 128. Диафрагмы жесткости не соединены с ленточным монолит- ным фундаментом 129. Нс произведена первоочеред- ная установка и проектное закреп- ление межколонных плит 130. Диафрагмы жесткости смон- тированы нс в полном количестве (должно быть нс менее трех в одном температурном блоке) 131. В уровне верхнего монтируе- мого этажа нс установлены диа- фрагмы жесткости ' 132. Не выполнены проектные стык 1 панелей диафрагмы жест- кости здания. Размеры соедини- тельных пластин и сварных швов крепления меньше проектных, заполнение вертикальных и гори- зонтальных швов выполнено рас- твором пониженной прочности, в шпонках нс установлены соедини- тельные изделия из арматуры и их замоноличнванис выполнено рас- твором илн бетоном пониженной прочности. Размеры швов между панелями не соответствуют нор- мативным значениям 133. Нс выполнены проектные узлы крепления ригелей. Размеры швов в сварных соединениях сни- жены против проектных Потеря устойчивости смонтированных кон- струкции Обрушение их в период монтажа То же Снижение устойчиво- сти смонтированных конструкций Воз- можно их обрушение в период монтажа То же Тоже То же Тоже
Монтажные здании с каркасом из сборных железобетонных конструкции по серии 1-020-1/83 межвидового применен! и Каркас саязевый обуславливает необходимость обеспечения
228
229
Продолжение таблицы 11.1 flpodoxncejie таб^цы // /
134 Плиты перекрытий смонти- рованы без подстилающего слоя раствора, ширина швов меньше проектной, замоноличиванис швов ие выполнено или выполне- но низкомарочным раствором без очистки швов от строительного мусора, на боковых гранях плнт отсутствуют шпонки 135. Монтаж стеновых панелей производится до окончания мон- тажа диска перекрытия данного яруса или до полного проектного закрепления панелей нижележа- щего яруса 136. Не выполнены температур- ные швы в перекрытии и покры- тии. Прн устройстве монолитного участка не проложено два слоя толя по полке одного из ригелей 137. Не смонтированы бесполоч- ные ригели в лестничной клетке вдоль наружных стен 138. Не выполнено проектное крепление (через арматурные стержни) однополочных ригелей к пристенным н средним связевым плитам. а через них - к колоннам 139. Смежные связевые плиты не соединены между собой арматур- ными стержнями с приваркой их двусторонними швами и к риге- лям - с приваркой односторонни- ми швами 140. Не смонтированы плиты пе- рекрытий в пролетах, смежных с лестничной клеткой 141. Не соблюдаются требования о замоноличивании стыков колонн одновременно с выполнением работ по устройству первого над стыком перекрытия яруса 142 Через стены подвала допус- кается передача на колонны боко- вого давления Снижение устойчиво- i сти каркаса здания. Не 1 созданы жесткие дне- | кн перекрытий Снижение устойчиво- сти каркаса здания. Возможны местные деформации и обру- шения конструкций В конструкциях воз- никают непроектные усилия. Возможно их повреждение Снижение устойчиво- сти конструкций Снижение устойчиво- сти конструкций. Оп- рокидывание ригелей Снижение устойчиво- сти каркаса здания Снижение устойчиво- сти конструкций лест- ничной клетки Снижение прочности стыков. Возможно обрушение конст- рукций Снижение устойчиво- сти колонн Характерные нарушения, до- пускаемые при монтаже рас- смотренных ви- дов сборных же- лезобетонных конструкций 143. Ведется монтаж конструкций, ие имеющих документа о качест- ве, а твкже маркированных надпи- сей и знаков 144. Ведется монтаж конструкций не имеющих проектных заклад- ных деталей, или они смещены относительно проектного поло- жения 145. В конструкциях имеются раковины с обнажением армату- ры; отклонения от геометрических параметров конструкций и их закладных деталей превышают нормативную величину, толщина защитного слоя бетона снижена; величина трещин и сколов бетона превышает допустимую 146. В применяемых конструкци- ях не соблюдены требования про- екта по плотности и водонепрони- цаемости бетона, виду цемента и арматуры Нормативные требова- ния к трещиностонкости железо- бетонных конструкций не выдер- жаны. Раскрытие трещин превы- шает нормативную величину. Не выполнена проектная антикорро- зионная зашита конструкций 147. Конструкции опираются на пакеты пластин, несваренных между собой и нсприваренных к опорным конструкциям 148 Конструкции монтируются без подстилающего раствора 149. Замоноличмванне узлов, сты- ков и швов произведено бетоном и раствором заниженной прочности, плотности, морозостойкости Снижение прочности конструкций Их об- рушение Затруднено устройст- во проектных узлов и стыков. Снижение их несущей способности Возможны деформа- ции. повреждения в ' процессе строительст- ва и эксплуатации Ускоренная коррозия и выход из строя кон- струкций Снижение прочности опорных узлов, Обру- шение конструкций Тоже Снижение прочности узлов сопряжения
230
231
Продолжение таблицы 11.1
150. Замополичнвание колонн в стаканах фундаментов произво- дится без очистки их от грунта и строительного мусора с использо- ванием в качестве выравнивающе- го слоя щебня, металлических пластин и др. вместо бетона 151 Замоноличиваннс колонн выполнено нс на полную высоту стаканов, нс извлечены деревян- ные клинья, прочность бетона замоноличивания ниже проектной 152. Монтаж конструкций каркаса и ограждений ведется при нсзамо- ноличенных колоннах 153. Балки покрытия, фермы, под- крановые балки опираются на колонны с клиновидными зазора- ми, незаполненными стальными прокладками 154. Опорные части монтируемых конструкций смещены относи- тельно закладных деталей опор- ных конструкций 155. Вертикальные связи между колоннами закреплены к гибким обоймам, выполненным из-за от- сутствия или смешения от проект- ного положения закладных деталей 156. Раз% еры сварных швов крепле- ния вертикальных связей к колон- нам снижены против проектных 157 Заделка швов между плитами перекрытия и покрытия нс произ- водится или выполняется низко- марочным раствором, а нс мелко- зернистым бетоном требуемой прочности. Швы нс очищаются от строительного мусора 158. Не выполнена защита заклад- ных деталей н сварных швов от коррозии после выполнения при- варки конструкций и повреждения цинкового защитного слоя 159. При монтаже конструкций допускается разрушение защитно- го слоя бетона с обнажением ра- бочей арматуры и приваркой к ней различных деталей Нс обеспечено про- ектное защемление колонн. Обрушение конструкций Тоже Тоже Снижение прочности опорных узлов. Де- формации и повреж- дения опорных узлов Снижение прочности опорных узлов. Обру- шение конструкций Снижение устойчиво- сти и жесткости кар- каса. Деформации конструкций Тоже Снижение устойчиво- сти каркаса. Нс обес- печена жесткость дис- ка перекрытий и по- крытий Коррозионные повре- ждения ШВОВ Снижается прочность и долговечность кон- струкций
232
160. При длительной остановке строительства нс производится требуемая консервация объектов Снижение прочности и долговечности узлов и конструкций
Конструкции покрытии произ- водственных здании пролетами 18, 24 и 30 м с применением замкнутых гиутосварных про- филей прямоугольного сечения типа «Мололе то» но серии 1.460.3-14. Конструкции применяются в ота- пливаемых зданиях с неагрессив- ной или слабоагрсссивной средой
Монтаж конст- рукции покрытия 161. Нс выполнено проектное крепление профнастила к верхним поясам стропильных ферм 162. Нижние пояса ферм ис развя- заны из плоскости вертикальными связями и распорками 163. Отсутствуют вертикальные продольные связи, устанавливае- мые в местах прохождения путей подвесного транспорта 164. На надколенниках со сторо- ны смонтированных ферм нс ус- твновлены по две упорные шайбы 165. В креплениях стального над- коленника к оголовкам железобе- тонных колонн нс выполнена обварка опорной плнты по пери- метру Снижение устойчиво- сти покрытия Необ- разован жесткий диск покрытия, нс развяза- ны из плоскости верх- ние полса ферм, ис обеспечено воспри- ятие горизонтальных сил, передающихся на покрытие Обрушение конструкций Снижение устойчиво- сти ферм покрытия. Нс обеспечена переда- ча усилий с нижнего пояса на верхний диск покрытия. Деформа- ции и обрушения кон- струкций Снижение устойчиво- сти покрытия. Нс обеспечена передача тормозных усилий от кранов на диск покры- тия. Деформация кон- струкций Снижение прочности узлов сопряжения Снижение прочности узлов сопряжения Возможно обрушение конструкций. ।
233
Продолжение п аблииы 11.1
66. Крепление верха стоек про- дольного фахверка произведено leper перекидные балки, крепления которых к фермам выполняются жесткими вместо гибких в верти- кальной плоскости по проекту Снижение устойчиво- сти конструкций по- крытия
Монтаж стеновых панелей Одно- слойные пансти из ячеистых и легких бетонов по серии 1.030.1-1 тол шиной от 200 до 350 мм Наружные стеновые ограждение » 167. Монтаж цокольных стеновых панелей ведется до установки фундаментных балок с оп> раннем на столбики из случайных мате- риалов и изделий без устройства гидроизоляции 168 Нижний ряд панелей из ячеи- стого бетона нс опирается на кир- пичный цоколь высотой 300 или 600 мм, выложенный поверх фун- даментных балок, и не имеет за- шиты влагостойкими и морозо- стойкими материалами 169. Превышена максимальная высота самонесущих стен, преду- смотренных серией 170. Превышена максимальная высота навесных стен, предусмот- ренная серией для опорных кон- солей (столиков) использованного в здании типа 171. Отсутствует требуемый зазор между наружной поверхностью колонн и поверхностью панелей 172 Стержни крепления стеновых панелей прнваревы к колоннам без стальных прокладок толщиной 10 мм. что исключает создание зазора с боковыми поверхностями колонн 173- Диаметр стержней и толщина пластин крепления панелей пре- вышает проектные значения Изменена проектная схема работы панелей. Деформации в панели и снижение долговеч- ности цокольных уча- стков стен Ускоренное разруше- ние цокольных плит Смятие панелей в мес- тах опирания на фун- даментные балки и обрушение стен Смятие опорных уча- стков панелей и раз- рушение швов креп- ления опорных консо- лей к колонией Не обеспечена незави- симость деформаций каркаса здания вдоль плоскости стены Не обеспеч -ны незави- симые деформации каркаса и стен Повре- ждения креплений н закладных деталей панелей Тоже
234
Продолжение таблицы // /
174. Диаметр стержней и толшина пластин крепления панели сниже- ны против проектных 175. Величина горизонтальных и вертикальных швов между пане- лями превышает проектную 176. Величина горизонтальных и вертикальных швов между пане- лями снижена против проектной 177. Не выполнено заполнение швов цементно-песчаным раство- ром 178. Стальные опорные консоли ие металлизированы и не защище- ны от коррозии 179. В креплениях стальных опор- ных консолей к колоннам сниже- ны параметры сварных швов, что нс обеспечивает их проектную несущую способность 180. Не выполнена защита упру- гих прокладок нз пороизола или герннта тиокол овыми мастиками 181. Крепление стальных перепле- тов к стеновым панелям выполне- но на сварке, а не болтовым с ис- пользованием овальных отверстий в переплетах Не обеспечено вос- приятие горизонталь- ных сил от ветра Де- формации панелей Исключается требуе- мое обжатие упругих прокладок из пороизо- ла или герннта Сни- жены теплотехниче- ские качества стен Затруднено заполне- ние швов Снижены теплотехнические качества стен Снижены теплотехни- ческие качества стен и их долговечность Ускоренный коррози- онный износ опорных консолей Обрушение яруса па- нелей На прокладки воздей- ствуют атмосферные осадки и солнечная радиация Снижается долговечность про- кладок Увеличивается воз- действие на переплеты и остекление
Стены из метал- лических трех- слойных панелей с теплоизоляцией из пенополиуре- тана для одно- этажных пром- здаяий и соору- жений по серии 1.432 2-24 182. В цокольной части стен не спланированы легкобетонные панели высотой 900 или 1200 мм от чистого пола и толщиной не менее 250 мм по серии 1.030.1-1 Ускоренная коррозия металлических стен и их механические по- вреждения
235
Продолжение таблицы 11.1
184. При затяжке болтов в непод- вижных креплениях панелей к ригелям и при подвеске панелей допущены заметные прогибы на- ружной обшивки панелей под шайбами 185. Укрупнение панелей в карты выполнено на стендах, рабочие поверхности которых JfC имеют амортизирующих прокладок 186. Поэлементная и укрупни- тсльная сборка стенового ограж- дения выполнена с нарушениями технологии, требующей выполне- ния монтажа снизу вверх, начиная с установки угловых панелей 187. Крепления панелей к несу- щим конструкциям выполнены с использованием нспросктных соединительных изделий 188. Допускается газопламенная резка панелей вместо использова- ния дисковых пил, что запрещается 189 На панели установлены кронштейны для сантехнической и электротехнической разводок и других целей, что не допускается 190. Нс выполнено уплотнение стыковых соединений прокладка- ми из пенорезины пли из морозо- стойкого эластичного пенополиу- ретана с клеевым слоем, а в де- формационных и температурных швах - пенополиэтиленовыми полыми прокладками 191. Не выполняет ся герметизация стыковых соединений: клеем- герметиком или мастикой герме- тизирующей «Тиокол» строитель- ного назначения 192. Соединительные детали креп- ления панелей не имеют цинково- | го покрытия Тоже Повреждаются лице- вые поверхности па- нелей Снижение надежности и теплотехнических характеристик стен Не обеспечены про- ектные условия рабо- ты конструкций Повреждается защит- ное покрытие, снижа- ется долговечность ограждения Деформации обшивок и повреждение зашит- ого покрытия Снижаются теплотех- нические свойства и долговечность Тоже Снижается долговеч- ность
236
Проо >1Ж€-ие таблицы III
193. При приме гсиии панелей с алюминиевыми облицовками в зданиях со стальным каркасом допускается их контакт с конст- рукциями каркаса 194. Своевременно нс установле- ны погонажные изделия для огра- ждения горизонтальных, верти- кальных швов, парапеты стены и температурных швов 195. Допускаются отступления от серии при устройстве узлов креп- ления опорных консолей к колон- нам и стойкам, стоек фахверка к фундаментам, цокольных ригелей к лсгкобстонным панелям, рядо- вых, стыковых, опорных, над- оконных и подоконных ригелей к колоннам и стойкам; панелей к ригелям, а также устройстве вер- тикальных и горизонтальных швов Снижается долговеч- ность Снижаются теплотех иичсские свойства и долговс’ ность ограж- тения Деформации конст- рукций и снижение их долговечности и теп- лотехнических свойств
Стальные вертикальные ци- линдрические резервуары для нефти и нефтепродуктов емко- стью 3000 мэ по серии 704-1- 168.84 и 20000 м3 по серин 704-1- 171.84
Устройство осно- вания 196. Бетонные откосы по подготов- ке не выполнены, при этом не обес- печен отвод поверхностных вод 197. Между наружным опорным контуром резервуаров и фунда- ментами имеются зазоры 198. Имеются участки со свесом с фундамента дннша резервуара 199. Величина выступа окрайка за наружную грань стенки резервуара емкостью до 5 тыс. м3 менее 10 мм; то же; резервузры емкостью 10 тыс. м3 и более - менее 30 мм Возможны деформа- ции основания Деформация сооруже- ния прн загрузке Тоже Смятие бетона под стенкой, снижение прочности основания
Монтаж конст- рукции резерву- аров 200. При моггтажс дниша, состоя- щего нз центральной рулоннро- ванной части и окрайков. сборка и заварка кольца окрайков выпол- нена после устройства централь- ной части днища. а нс наоборот Деформации в соеди- нениях
237
Продолжение таблицы 11.1
2 Л. В стыках окрайков имеются зломы 02. Кольца окрайков не горизон- альны, имеются прогибы и вы- туклости >03. При монтаже резервуара, имеющего промежуточные кольца жесткости по высоте стенки, уста- новка элементов промежуточных колец отстает от установки эле- ментов верхнего кольца более чем на 7 м 204. Высота хлопунов превышает прн диаметре дншца до 12 м - 150 мм (предельная площадь хло- пуна 2 м2), свыше 12 м - 180 мм (предельная площадь хлопуна 5 м2) 205. Величина нахлестки в монтаж- ных стыках дниша меньше 30 мм 206. Величина нахлестки в мон- тажных радиальных стыках шнтов покрытия меньше 30 мм Разрушение сварных швов Возможны местные деформации Снижение устойчиво- сти стенок Усталостные повреж- дения и разрушения днища и сварных швов Снижение прочности днища, нс обеспечена непроницаемость дниша Не обеспечена непро- ницаемость покрытия
Устройстао опор- ных участков галерей Транспортерные галереи всех типов (балочные, решетчатые и оболочечные). Галереи проле- том 18,24 и 30 м по серин 3.016-3 207. Не выполнено усиление ниж- него пояса пролетного строения в пределах панели у неподвижней опоры 208. Отсутствуют сварные швы, передающие продольное усилие с нижних поясов пролетных строе- ний на неподвижные опоры 209. Смещение осей опор в нижнем сечении с разбивочных осей на фундаменте превыш ет допустимое 210. Смещение оси пролетного строения с осн опор превышает допустимое как в плоскости про- летного строения, так и из плоско- сти пролетного строения Деформации пролет- ного строения и его обрушение Деформации и потеря устойчивости галереи Возможны деформа- ции Опоры подвергаются внецентренному сжа- тию. Возможно обрушение
Монтаж конст- рукции галерей 211. Многопролстиыс галереи монтируются в направлении нс с анкерной (неподвижной) опоры к подвижной, а наоборот Потеря устойчивости конструкций в период монтажа
238
Продолжение таблицы III
212. Монтаж покрытия выполнен до устройства стенового ограж- дения 213. Сборные ж.б. плиты пере- крытия не приварены к балкам Затруднено качест- венное устройство стен Снижение устойчиво- сти перекрытия Воз- можно обрушение
Устройство узлов сопряжения кон- струкций 214. Нс выполнено соединение специальными деталями опорных узлов смежных ферм на подвиж- ных опорах 215. Опирание ветвей шарнирных опор высотой менее 14 м на фун- дамент выполнено через опорную плиту без установки центрирую- щих планок 216 В верхних рамных узлах гале- рей ие установлены вертикальные накладки, соединяющие наружные грани стоек и торцы ригелей Нс обеспечена переда- ча продольных усилий на неподвижные опо- ры Возможно обру- шение Возможны деформа- ции Снижение прочности узлов сопряжений
Общие требова- ния при устрой- стве сварных конструкций Монтажные соединения строи- тельных конструкций 217. Руководство сварочными работами осуществляют лица, нс прошедшие курс специальной подготовки. Сварщики не имеют удостоверений на право производ- ства сварочных работ 218. Сварочные работы выполне- ны с нарушением требований ут- вержденного проекта производст- ва сварочных работ и другой тех- нологической документации 219. На конструкциях отсутствует личное клеймо сварщика, распо- лагаемое в 40-60 мм от границы выполненных им швов (допуска- ется составление исполнительных схем с подписями сварщиков) 220. Ручная или механизирован- ная дуговая сварка конструкций выполнена при температурах воз- духа ниже минимально допусти- мых без предварительного подо- грева стали до 120-160° С в зоне шириной 100 мм с каждой сторо- ны соединения. Нс выполнено Снижение прочности сооружений То же Снижение прочности соединений Разрушение сварных швов и узлов сопря- жения конструкций
239
11.1
грсбованис о предварительном подогреве прн положительной температуре воздуха для стали с пределом текучести 400 МПа толщиной 16 мм и более 221. В многослойных швах после- дующие слои выполнены без очи- стки предыдущего слоя от шлака и брызг металла. Участки шва с трещинами не удаляется до на- ложения последующих слоев 222 Нс выполнена очистка по- верхностей свариваемых конст- рукций и выполненных швов от шлака, брызг и наплывов расплав- ленного металла 223. Качество сварных швов низ- кое. На их поверхности имеются прожоги, сужения и перерывы; отсутствует плавный переход к основному металлу, глубина под- резов достигает более 5% толщи- ны свариваемого проката и более 1 мм; имеются дефекты удлинен- ные сферические в виде цепочки или скопления глубиной более 5% толщины свариваемого проката и более 2 мм; дефекты (непровары, цепочки и скопление пор) 224. Нс соблюдены требования нормативных документов по под- готовке сварочных матсривлов к работе 225. Колебания напряжения пи- тающей сети электрического тока превышает ±5% 226. Производственный контроль качества сварочных работ выпол- нен с нарушением требований нормативных документов, в том числе не обеспечен контроль швов сварных соединений внеш- ним осмотром и неразрушающи- ми методами Разрушение сварных швов и узлов сопря- жений конструкций Указывает на отсутст- вие визуального кон- троля. Снижение па- раметров швов и прочности соединений Снижение прочности соединений Снижение прочности швов Тоже То же
240
Продолжение таблицы / / /
Устройство монтажных 227. Размеры конструктивных элементов кромок и швов сварных Снижение прочности соединений
сварных соединений стальных конст- рукций ' соединений, выполненных при монтаже стальных конструкций, и предельные отклонения размеров сечения швов сварных соединений нс соответствуют нормативным величинам 228. Нс произведена зачистка кромок свариваемых элементов 8 местах расположения швов и при- легающих к ним поверхностей, а также мест примыкания началь- ных и выводных планок с удале- нием ржавчины, жиров, краски. влаги Тоже
Устройство мон- тажных соедине- ний железобетон- ных конструкций 229. Размеры конструктивных эле- ментов сварных соединений стерж- невой арматуры (стержней между собой и с элементами закладных издел!ш) и предельные отклонения выполненных швов нс соответст- вуют нормативным величинам 230. Длина выпусков арматурных стержней из бетона конструкции менее 150 мм при нормативных зазорах и меньше 100 мм при применении вставки 231. При сборке конструкций до- пущена обрезка концов стержней или подготовка их кромок элек- трической дугой То же Снижение прочности соединений То же
Устройство соеди- 232. Допущено применение болтов Снижение прочности
нений на болтах и гаек, нс имеющих клейма пред- соединений. Расстрой-
без котпролируе- мого натяжения приятия-изготовителя, и маркиров- ки, обозначающей класс прочности 233. Резьба болтов входят в глубь отверстия оолсс чем наполовину толщины крайнего элемента паке- та со стороны гайки 234. Не обеспечено стопорение гаек постановкой пружинной шайбы или контргайки ство креплений Снижение прочности соединений То же 1
241
Продолжение таблицы 11.1
235. Допускаетсл применение пружинных шайб при овальных отверстиях, при разности диамет- ров отверстия и болта более 3 мм, а также прн совместной установке с круглой шайбой 236. Стопорение гаек выполнено путем забивки резьбы ияи привар- ки их к стержню болта 237. Головки и гайки болтов в том числе фундаментных, плотно не соприкасаются с плоскостями шайб или элементов конструкций. Стержень болта выступает из гай- ки менее чем на 3 мм. Гайки бол- тов нс затянуты 238. Щуп толщиной 0,3 мм в пре- делах зоны, ограниченной шай- бой. проходит между собранными деталями на глубине, более до- пускаемой 239. При остукивании молотком массой 0,4 кг установлено смеше- ние постоянных болтов 240. Под гайки болтов установле- но более двух круглых шайб, а под головки болтов более одной 241. Под гайки болтов нс установ- лены шайбы 242. В креплениях к обычным прокатным двутаврам и швелле- рам, имеющим непараллельные грани полос (и в других необхо- димых случаях), вместо косых шайб использованы обычные 243. При размещении болтов нс соблюдены нормируемые рас- стояния между цопрами болтов, а также расстояние от центра болта до края элемента Тоже Тоже То же Тоже Тоже То же То же ! То же Тоже
242
12. ПРИЛОЖЕНИЕ. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ДЕФЕКТОВ
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Диагностические признаки дефектов позволяют приближенно оцени-
вать техническое состояние отдельных строительных конструкций
При этом состояние конструкций можно классифицировать как ис-
правное или неработоспособное. Промежуточные значения отвечают огра-
ниченно работоспособному состоянию конструкции.
Исправное состояние отвечает нормам проектирования и устанавлива-
ется правилами производства и приемки строительных работ. Неработоспо-
собное состояние свидетельствует о непригодности к эксплуатации конст-
рукции и необходимости её усиления.
Диагностические признаки дефектов различных строительных конст-
рукций приведены в таблицах 12.1... 12.5.
Оценка технического состояния конструкций должна производиться по
максимальному повреждению на длине конструкции. Для оценки техниче-
ского состояния необходимо наличие в конструкции хотя бы одного мак-
симального признака, приведенного в графах таблиц.
Таблица 12 1
Основные признаки дефектов оснований и фундаментов
Показатель дефекта Максимальное значение показате- ля при исправном состоянии Минимальное значение показателя при неработо- способном состоянии
1. Несоответствие испол- нительной схемы объекта проектным данным или требованиям норматив- ных документов Не допускается Изменена конструкция, уменьшена глубина заложе- ния подошвы фундамента, не выполнена гидроизоляция и т. п.
2. Относительное ослаб- ление сечения фунда- мента (дефекты изготов- ления, коррозионное разрушение и т.п.). % 2 15
3 Снижение прочности материала, % 5 30
4. Неравномерные осад- ки отдельных участков стен (фундаментов) 0.001 0.01
243
Продолжеие таблицы 12.1
5 Наличие выпирания грунта в полах подвала, наличие волы в подвалах Не топускается Имеется
6 Осадочные трешины в фундаментах, цоколе, стенах, мм Отсутствуют 10
7, Искривление и выпу- шваиие фундаментов, стен подвалов, крены столбчатых фундаментов 20 мм 1/4 толщины
Таблица 12.2
Ос ювныс признаки дефектов железобето шых конструкций
Показатель дефекта Максимальное значение пока- зателя прн ис- правном СВ- стоянии Минимальное зна- чение показатели при 1 ерабо госпо- собном состоянии
1. Несоответствие исполнительной схемы объекта проектным денным или требованиям нормативных до- кументов Нс допускается Отсутствуют элемен- ты, обеспечивающие устойчивость конст- рукции и сооружения
2 Относительное ослабление сече- ния по бетону (дефекты изготовле- ния. коррозия н т.п ), % 2 15
3. Снижение прочности бетона, % 5 30
4. Относительное ослабление сече- ния рабочей арматуры, % 3 15
5. Откло! сние осей колонн от верти- кали в верхнем сечении относитель- но разбивочных осей в мм прн высо- те колонны до 16 м 25 50
6 Смещение плит на опорных по- верхностях вдоль продольной оси плит. М.М 10 50
7. Смешение в плане ферм или балок покрытия относительно разбивоч- ных осей на опорных поверхностях колонн, мм 10 50
244
Продолжение таблицы 12 2
8. Прогибы балок и плит при проле- те до 6 м 1/200 1/80
9. Раскрытие нормальных трешин в растянутой зоне изгибаемых элемен- тов, мм 0,3 1
10. Отслоение защитного слоя бсто на от коррозии с оголением рабочей арматуры на длине пролёта, % Не допускается 40%
11. Наличие признаков аварийного состояния: косые трещины, пересе- кающие опорную зону' или зону ан- керовки растянутой арматуры баяок, сквозные наклонные трешины в сжатых элементах, выпучивание арматуры в сжатой зоне колонн я балок, разрыв отдельных стержней рабочей арматуры» раздробление бетона в сжатой зоне, расстройство стыков Нс допускается Имеется
Таблица 12 3
Основные признаки дефектов стальных конструкций
Показатель дефекта Максимальное значение пока- зателя при исправном со- стоянии Минимальное зна- чение показателя при неработоспо- собном состоянии
1. Несоответствие исполнительной схемы объекта проектным данным ияи требованиям нормативных до- кументов Не допускается Отсутствуют эл емен- ты. обеспечивающие устойчивость конст- рукции и сооружения
2 Относительное ослабление сече- ния элементов (дефекты изготовле- ния, коррозия, механическое разру- шение, погнутости), % 3 25
3. Отклонение ферм от вертикальной плоскости, мм 10 50
4. Отклонение колонн от вертикали прн высоте колонн ло 15 м, мм 15 50
245
Продолжение таблицы 12 3
5. Относительное уменьшение пло- шали опирания ригелей, балок вдоль продольной оси элемента, % 5 30
6. Смешение в плане ферм относи- тельно разбивочных осей на опор- ных поверхностях колонн, мм 20 50
б.Трешины в основном металле или сварных швах Не допускаются Наличие трещин
7. Нсполномсрность сварных швов по расчётному сечению шва, % 3 15
8 Относительный прогиб, балок, ферм, ригелей, прогонов прн пролетах. 6 м, 36 м 1/200 1/300 1/80 1/100
9 Признаки аварийного состояния: потеря общей устойчивости балок или сжатых элементов, разрыв рас- тянутых элементов ферм, расстрой- ство стыков со взаимным смешени- ем опор Нс допускаются Имеется
Таблица 12.4
Основные признаки дефектов каменных конструкций
Показатель дефекта Максимальное значение пока- зателя при исправном со- стоянии Минимальное зна- чс 1ие показателя при I ер< Сотое по- собием состоянии
1. Несоответствие исполнительной схемы объекта проектным данным ияи требованиям нормативных до- кументов Нс допускается Отсутствуют элемен- ты, обеспечивающие устойчивость конст- рукции и сооруже- ния. отсутствие ан- керовки стен
2. Отклонение поверхности кладки от вертикали, мм прн высоте стены: до 15 м, свыше 15 м 1$ 30 50 90
246
Продолжи, ше таблицы 12 4
3. Неровности (выпучивание) на вертикальной поверхности на двух метрах высоты 10 50
4. Относительное ослабление сече- ния стальных элементов крепления (дефекты изготовления, коррозия, механические повреждения), % 3 30
5. Уменьшение толщины несущих элементов, % 3 25
6. Снижение прочности кирпичной кладки, % 3 30
7. Трещины, мм Трещины в отдельных кирпичах 10 .мм
8. Образование сквозных трещин в перемычках, выпадение отдельных кирпичей Нс допускается Имеется
9. Признаки аварийного состояния: трещины в простенках длиной более 4-х рядов кладки, отрыв продольных стен от поперечных, вертикальные и косые трешины в местах опирания балок на пилястры и отсутствие опорных подушек, наклоны и выпу- чивание стен в пределах этажа на 1/3 их толшины, сдвиг стен, столбов и фундаментов по горизонтальным швам, повреждение кладки под опо- рами балок или ферм в виде трещин или лошадок, разрывы или выдерги- вание анкеров крепления стен к ко- лоннам или перекрытиям Нс допускается Имеется
247
Таблица 125
Основные признаки дефектов деревянных конструкций
Показатель дефекта Максимальное значение пока- зателя при исправном со- стоянии Минимальное зна- чение показателя при неработоспо- собном состоянии
1. Несоответствие исполнительной схемы объекта проектным данным ияи требованиям нормативных до- кументов Не допускается Отсутствуют элемен- ты, обеспечивающие устойчивость конст- рукции н сооружения
2 Выпучивание и выход из плоско- сти стен, перекос дверных и окон- ных проемов 20 мм Выход из плоскости до 1/2 толщины стены
3. Поражение древесины гнилью в % от поперечного сечения, 4 30
4. Прогиб балок и прогонов 1/200 1/80
5. Ослабление соединений: врубок и нагельных соединений - неплотно- сти в соединяемых элементах, мм 2 15
6- Непроклсснныс участки клееных конструкций Нс допускается Имеются
7. Глубокие трешины в элементах Продольные усадочные тре- шины на пласто- вой поверхности пиломатериалов глубиной 1/3 толщины эле- мента Сквозные трещины в накладках стыков по линии нагелей. Нор- мальные трещины в растянутых элемен- тах, выкодвшне на кромку
8. Признаки аварийного состояния: надломы и разрушения отдельных конструкций, скалывание врубок, потеря устойчивости конструкций (поясов ферм, арок, колонн) Не допускается Имеется
248
13. ПРИЛОЖЕНИЕ. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЙ
Таблица 13 I
№ п/п Измеряемый параметр Допустимые отклонения .Методы и средства контроля
1 Неравномерная осадка фундаментов Предельно допусти- мые деформации по СНиП 2 02.01-83* Нивелир ГОСТ 24846-81
2 Размеры и состояние фундаментов В соответствии со СНиП Устанавливаются габа- риты и состояние конст- рукций в шурфах или с помощью георадара типа «ОКО-2»
2 Крен сооружения Предельно допусти- мые деформации по СНиП 2.02.01-83* Теодолит ГОСТ 10529-86
3 Уклон поверхностей элементов сооружения Отмостка (СНиП Ш- 10-75), крыша (СНиП 3.04.01-87), полы (СНиП 3.04.01- 87) Уровень строительный ГОСТ 9416-83, лазерный дальномер с уровнем
4 Линейные размеры кон- струкций и сооружения В соответствии с проектом Штангенциркуль ГОСТ 166-80* линейка ГОСТ427-75*, рулетка ГОСТ 7502-80, лазерный дальномер типа ДГЕ 150
5 Ширина раскрытия трещин В соответствии со СНиП Лупа измерительная типа ЛИ-3-10, шаблон, толщиномер, щуп ГОСТ 882-75*. гипсовые маяки
6 Прогибы По СНиП 2 01.07-85* и проекту Нивелир ГОСТ 24846-81 с оптической насадкой, рейка с миллиметровыми делениями, проп бомер. лазерный дальномер
7 Отклонен) с конструкций от вертикали, продоль- ный изп б. выпучивание, отклонение параметров кирпичной кладки По СНиП 3.03.01-87, СНиП 111-18-75 Теодолит ГОСТ 10529- 86 с оптической насад- кой и рейкой с милли- метровыми делениями. отвес, линейка, рулетка
249
Продолжение таблицы 13.1
8 Относительное смеще- ние вертикальных н го- мзонтальиых гранен горнов стеновых пане- лей в крестообразном шве До 10 мм Шаблон 1
9 Ширина шва между на- ружными стеновыми панелями По СНиП 3.03.01-87 Штангенциркуль ГОСТ 166-80*
10 Толшина стен стальных резервуаров, металличе- ской внутренней изоля- ции По проекту Толшиномерм типа Кварц-15, А1207
11 Уровень вибрации кон- струкций По нермам СН 245-71 Виброграф ручной типа ВР-1, аппаратура для вибрационного контро- ля ГОСТ 26044-83, при- бор ВМБРАН-1.1
12 Прочность бетона, рас- твора, каменных мате- риалов В соответствии с проектом Молоток Кашкарова ГОСТ 22690.2-77, скле- рометр типа ОМШ-1 ГОСТ22690-88, ультра- звуковые приборы типа ОНИКС-2.3. ИПС- МГ4.01, ИПС-МГ4.03
13 То л шина защитного ело л бетона, диаметр и поло- жение арматуры В соответствии с проектом С помощью вскрытия илн нсразрушающи.м контролем приборами типа ИПА-МГ4
14 Толщина сварных швов В соответствии с проектом С помощью шаблонов
15 Дефектоскопия сварных соединений В соответствии с проектом Внешний осмотр, с по- мощью ультразвуковых дефектоскопов типа А1212 МАСТЕР
16 Прочность металла По проекту Лабораторные исследо- вания прочности ГОСТ 1497-84* и химического состава; твердость по Брннелю ГОСТ 9012-59
250
Продолжение таблицы !3.1
17 Объемная масса мате- риалов По проекту Взятие проб и их взве- шивание. Кирпич ГОСТ 6427-75. бетон ГОСТ 12730.08-78
18 Влажность материалов: Утеплителя СНиП П-3-79*. Влажность утепли- теля покрытия: керамзита <2%, шлака <4%, керам- зитобетона<10% Взятие проб и их взве- шивание. Метод по ГОСТ 21718-84
19 Качество сварных швов металлоконструкций По проекту Визуальное выявл. ние трещин, целостность, замеры толщины швов шаблоном
20 Скрытые дефекты свар- ных соединений метал- лических элементов СНиП 111-18-85 Дефектоскоп ГОСТ 24732-81*
21 Глубина коррозионного повреждения стальных конструкций и арматуры По расчету Штангенциркуль ГОСТ 166-80*
22 Определение наличия металла, толщины за- щитного слоя бетона и сечения арматуры в железобетонных конст- рукциях В соответствии с проектом Металлоискатель МИМ измеритель защитного слоя ИЗС- 101 метод по ГОСТ 22904-78
23 Толщина антикоррози- онного покрытия метал- локонструкций СНиП 2.03.11-65 Толщиномер ГОСТ 11358-74*
251
ЛИТЕРАТУРА
1 Анализ причин аварий и повреждений строительных конструкцин.-Вы-
пуск 3 - М.: Стройиздат, 1965. - 302 с.
2 Анализ причин аварии строительных конструкций. Выпуск 4 - М.:
Стройиздат, 1968. - 212 с
3. Анализ причин аварий и повреждений строительных конструкций. Вы-
пуск 5. - М.: Стройиздат, 1973. - 277 с
4 Аугусти Г. и др. Вероятностные методы в строительном проектирова-
нии. - М.: Стройиздат, 1988. - 584 с.
5. Бедов А.И.. Сапрыкин В.Ф. Обследование н реконструкция железобе-
тонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. - М.:
Изи-во АСВ. 1995.- 192 с.
6. Бойко М.Д. Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений.
С правочное пособие М.: Стройиздат, 1993. - 207 с.
7 Болгухов А.А , Добромыслов А.Н Эксплуатационные качества инженер-
ных сооружений Промышленных предприятий.// Бетон и железобетон.-1989.-№5
С.17-18.
8. Болгухов А А., Добромыслов А.Н. Расчет железобетонных, круглых в
плане, емкостных сооружений. Обзорная информация. Строительные конст-
рукции - М-: ВНИИС Госстроя СССР, 1985. - 65 с.
9. Болтянский ЕЗ. и др. Эксплуаташюниал надежность элеваторов.- Мл
Колос, 1976 238 с
10 Бондаренко В.М., Боровских А.В. Износ, повреждения и безопасность
железобетонных сооружений. - М.: ИД Русанова, - 144 с.
11 Гсрсеванов М.Н. О крушении инженерных сооружений.// Известия со-
брания инженеров путей сообщсния.-l 895.-№12 С. 173-182.
12. Гинсбарг Р.Ц., Шафир И.Н. Предупреждение аварий морских причвль-
ных сооружений. - М.: Морской транспорт, 1953.-265 с.
13. ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований.
Основные положения по расчёту. - М.: Издательство стандартов, 1988.
14. ГОСТ 12004-81. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение.
- М.: Издательство стандартов, 1981.
15. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контроль-
ным образцам. - М.: Издательство стандартов, 1990 .
16. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими .мето-
дами неразрушаюшего контроля. - М.: Издательство стандартов, 1988.
17. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физиче-
ских характеристик М.: Издатс ibctbo стандартов, 1984.
18. ГОСТ 7564-73*.Ста ль Общие правила отбора проб, заготовок обрезцов
для механических и технологических испытаний. - М.: Издательство стандар-
тов, 1973.
19. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания иа растяжение. - М.: Из-
дательство стандартов, 1984.
20. ГОСТ 8829-94. Изделия строительные и бетонные заводского изготов-
ления. Методы испытания нагружением. Правила оценки прочности, жесткости
и трсшиностойкосги.- М.: Издательство стандартов, 1994.
252
21. ГОСТ 5802-86. Растворы сгроитсяьиыс Методы испытаний М Из-
дательство стандартов, 1986.
22. ГОСТ 6462-62. Материалы стеновые и облицовочные Методы опреде-
ления пределов прочности при сжатии и изгибе - М/ Издательство стандартов.
1962.
23. Гроздов В.Т Признаки аварийного состояния несущих конструкций
зданий и сооружений. - СПб.: Издательский дом kN+, 2001 - 141 с
24. Гроздов В.Т. Дефекты строительных конструкций и нх последствия. -
СПб/. Издательский дом kN+, 2001.- 48 с.
25. Гучкин И.С. Диагностика повреждений и восстановление эксплуата-
ционных качеств конструкций. Учебное пособие - М.: Издательство ЛСВ,
2000.- 176 с.
26. Дмитриев Ф.Д. Крушения инженерных сооружений. - М . Госстройиз-
дат. 1953.- 188 с.
27. Добромыслов А.Н. Расчет конструкций технологических эстакад с учетом
времени эксплуатации // Инженерные сооружения промышленных предприятий
Сборник научных трудов/ ЦНИИгфомзданий -1987.-№1. С. 16-22
28. Добромыслов Л.Н. Оценка надежности зданий и сооружении по внеш-
ним признакам. - М.: Издательство АСВ, 2004. — 72 с.
29. Добромыслов Л.Н. Оценка необходимой точности расчета железобе-
тонных конструкций // Строительство и архитектура. Известия высших учеб-
ных заведений.- 197б.-№7. С. 3-8.
30. Добромыслов А.Н. Натурные исследования долговечности эстакад
технологических трубопроводов// Промышленное строительство.-1989-К°1
С. 28-29.
31. Добромыслов Л.Н. Анализ аварий промышленных зданий и инженер-
ных сооружений // Промышленное строительство. - 1990. - № 9. С 9-10.
32 Добромыслов А.Н. Анализ причин повреждений строительных конструк-
ций при землетрясениях // Промышленное стротгтсльсгво. - 1991. - Кэ 1. С 23-25
33. Добромыслов А.Н. Исследование надежности конструктивных систем
// Промышленное строительство. - 1989, - 12. С. 20 - 22
34. Доркин 13.В., Добромыслов А.Н. Сборник задач по строительным кон-
струкциям. М.: Стройиздат, 1986. - 269 с
35. Жемочкин Б.Н, Синицын А П. Практические методы расчета фундаментных
балок и плит на упругом основании. - М.: Госстройиздат, 1962 - - 238 с.
36. Инструкция по проектированию железобетонных дымовых труб. - М :
Стройиздат, 1962. - 130 с.
37. Калакот Р. Диагностика повреждений. - М.: Мир, 1989. - 515 с
38. Корчинский И. Л. Испытание сооружений - М: Высшая школа N61
127 с.
39. Кунреншвили СМ. Механика разрушения вертикальных цилиндриче-
ских резервуаров // Промышленное и гражданское строительство. - 2004. - jV 5. Г
40. Лащенко М.Н. Аварии металлических конструкций зданий и сооруже-
ний. - Л.: Стройиздат, 1969. - 182 с.
4|. Леденев В.В., Скрипев В.И. Предупреждение аварии. - М.: Издви <ь-
ство Ассоциации строительных ВУЗов. 2002. - 238 с
253
42 Маслов Н.Н. Физико-техническая теория ползучести глинистых грун-
тов в практике строительства. - М : Стройиздат, 1984. - 185 с.
43. Матвеев С.П., Мешечек В.В. Технические решения по усилению и теп-
лозащите конструкций жилых и общественных зданий. - М. Стройиздат, 1998.
-209 с
44. Методика проведения обследований зданий и сооружений при их реконст-
рукции и перепланировке. МРР-2 2.07-98. - М.: ГУП НИАЦ, 1998. —28 с
45. Методические рекомендации по определению основных видов право-
наруш ний в области строительства и промышленности строительных материа-
лов. - М.: Госстрой России, 1993 - 40 с .
46. Методические рекомендации по* инженерному анализу последствий
землетрясений. - М.: ЦНИИСК им. В А. Кучеренко, 1980. - 75 с.
47. Мизернюк Б.Н. Виды трещин и оценка их значения И Методика обсле-
дования'железобетонных конструкций. Труды института, выпуск 21, НИИЖБ/
Стройиздат, 1975. - С. 5-34.
48. Мнтцсл А. и др. Аварии бетонных и каменных конструкций. - М:
Стройиздат, 1978. - 304 с.
49. Молодченко Г.А. Надежность сооружений силосного типа. - Харьков:
Харьковский Промстройпроскт, 1981. - 52 с.
50. Онуфриев Н.М. Исправление дефектов изготовления и монтажа сборных
железобетонных конструкций промышленных зданий. - Л.: Стройиздат. 1971. -
159 с
51. Пашкин Е.М.. Вессонов Г Б. Диагностика деформаций памятников ар-
хитектуры. - М.: Стройиздат, 1984. - 149 с.
52. Положение о порядке расследования причин аварий зданий, сооружений,
их частей и конструктив!!! IX элементов. - М.: Госстрой СССР, 1986. - 1 б с
5 3. Положение о проведении плапово-прсдупрсдитс ibiioro ремонта произ-
водственных зданий и сооружений. МДС 13-14.2000. - М.: ГУП ЦПП, 2003. -
71 с.
54. Положение по техническому обследованию жилых зданий. ВСН 57-
88(р). - М/. ГУП ЦПП, 2000. 91 с.
55. Пособие по контролю состояния строительных металлических конст-
рукций зданий и сооружений в агрессивных средах, проведению обследований
и проектированию восстановления защиты конструкций от коррозии (к СНиП
2.03.11 -85). - М.: Стройиздат, 1989. - 47 с
56. Пособие по проектированию усиления стальных конструкций (к СНиП
11-23-81*). - М.: Стройиздат, 1989. - 157 с.
57 Пособие по проектированию градирен (к СНиП 2.04.02-84) . - М:
ЦИТП, 1989. - 191 с
58. Пособие по проектированию конвейерных галерей (к СНиП 2 09.03-
85). - М.: Стройиздат, 1989. - 106 с.
59. Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под тех-
нологические трубопроводы (к СНиП 2 09.03-85). - М.: Стройиздат, 1989. - 79 с
60. Пособие по проектированию предприятий, зданий и сооружений по
храпению и переработке зерна (к СНиП 2.09.03-85). - М.: ЦИТП, 1989. - 144 с.
61. Пособие ио проектированию открытых крановых эстакад (к СНиП
2.09.03-85). - М.: Стройиздат, 1989 - 90 с
254
62. Правила оценки физического износа жилых зданий ВС И 53-86 (Р)
М.: Прейскурант здат, 1988. 69 с
63. Правила технической лкснлустаиии резервуаров и инструкции по нх
ремонту. - М.: Недра, 1988. - 269 с
64. Правила безопасности при проведении обследовании жилых зданий
для проектирования капитальною ремонта ВСН 48-86ГР) М. Стройиздат,
1986.-21 с.
65. Пухаито Л.М. Долговечность железобетонных конструкций инженер-
ных сооружений (силосов, бункеров, резервуаров, водонапорных башен, под-
порных стен). М.: Издательство АСВ, 2004. - 423 с.
66. Райзер В.Д. Теория надежности в строительном проектировании - М
Издательство АСВ, 1998. - 304 с.
67. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций по
внешним признакам. - М.: ЦНИИпромзданий, 1989. - 112 с.
68. Рекомендации по усилению и ремонту строительных конструкций ин-
женерных сооружений. - М.: ЦНИИпромзданий, 1990. - 225 с.
69. Рекомендации по обследованию и оценке технического состояния
крупнопанельных и каменных зданий. - М.: ЦНИИСК им. В А. Кучеренко,
1988. - 57 с.
70. Рекомендации по обследованию зданий и сооружений, поврежденных
пожаром. - М.: Стройиздат, 1987. - 75 с.
71. Рекомендации по определению технического состояния ограждающих
конструкций при реконструкции промышленных зданий. - М.. Стройиздат,
1988. - 47 с.
72. Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструк-
ций промышленных зданий и сооружений. - М : Стройиздат, 1989 - 104 с
73. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооруже-
ний. - М.: Стройиздат, 1984. - 30 с.
74. Рекомендации по усилению монолитных железобетонных конструкций
зданий и сооружений предприятий горнодобывающей промышленности - М :
Стройиздат, 1974. - 95 с.
75. Рекомендации по обследованию стальных конструкций производствен-
ных зданий. - М: 1 (НИИПросктстал! конструкция им. Мельникова, 1988. - 103 с
76. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состоя-
ния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или
раконструкции. - М.: ГУП НИАЦ, 1998. - 89 с
77. Ремонт дымовых труб, градирен и антикоррозионных покрытий обору-
дования электростанций. Справочное пособие. - М : Энергонздат, 1982. 217с
78. Рнбицки Р. Повреждения к дефекты строит*, щных конструкций М .
Стройиздат, 1982. - 432 с.
79. Руководство по проведению натурных обследовании промышленных
зданий и сооружении. - М.: Ц1 ШИпромзданий, 1975. - 102 с.
80. Руководство по наблюдению и оценке состояния элеваторных соору-
жений. - М.: ЦПИИПромзериопроект, 1979. 58 с
81. Руководство но об спсчсиию долговечности железобетонных конст-
рукций предприятий черной металлургии прн их р конструкции и восстановле-
нии. - М.; Стройиздат, 1982. 112 с.
255
22 Руководство по эксплуатации строительных конструкций производст-
венных зданий промышченных предприятий. - М : Стройиздат, 1981. - 50 с.
83. Руководство по защите железобетонных конструкций от действия неф-
тепродуктов.- М.: Стройнздат,1983. - 33 с.
84. Руководство по проектированию коммуникационных тоннелей и кана-
лов. - М.: Стройиздат, 1979. - 67 с.
85. Руфферт Г. Дефекты бетонных конструкций. - М.. Стройиздат, 1987. -
111с
86. Сахновский М.М., Титов А.М. Уроки аварий стальных конструкций. -
Киев: Будивельник, 1969. - 200 с.
87 Свод правил по проектированию’и строительству. Правила обследова-
ния несущих строительных конструкций зданий и сооружений. СП 13-102-2003
- М.: Госстрой России, 2003. - 26 с.
88. Сендсров Б.В. Аварии жилых зданий. - М.: Стройиздат, 1991. - 215 с.
89. Смоленская Н.Г. и др. Современные методы обследования зданий. - М.:
Стройиздат, 1978. - 160 с.
90. СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий - М.:
ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 57 с.
91. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений - М.: ГП ЦПП
Минстрой России,1995. - 49 с.
92. СНиП 3.06.07-86 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний
- М.: Государственный строительный комитет СССР, 1988. - 40 с.
93. Справочное пособие к СНиП. Проектирование подпорных стен и стен
подвалов -М.: Стройиздат, 1990. - 101 с.
94. Справочник проектировщика. Динамический расчет зданий и сооруже-
ний. - М.: Стройиздат, 1984. - 302 с
95. Указания по производству и приемке работ при сооружении железобе-
тонных резервуаров для нефти и нефтепродуктов СН 383-67. М.: Стройиздат,
1968.-38 с
96. Указания по проектированию силосов для сыпучих материалов. СН
302-65. М.: Стройиздат, 1965. - 50 с.
97. Указания по проектированию железобетонных резервуаров для нефти и
нефтепродуктов. СН 326 65. М.: Стройиздат, 1965. - 50 с
98- Физдель И А. Дефекты в конструкциях и сооружениях и методы их
устранения. - М.: Стройиздат, 1978. - 160 с.
99. Шкинев А.Н. Аварии на строительных объектах, их причины и спосо-
бы предупреждения. - М.: Стройиздат, 1976. -373 с.