Механизм возникновения дефектов и их идентификация

В процессе нагружения конструкций изменение их напряженного состояния приводит к образованию трещин: сначала микротрещин, которые, накапливаясь, постепенно перерастают в крупные трещины. Трещины возникают при повышении напряже-

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И МОНТАЖЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Время

выполнения

контроля

Контролируемые

параметры

Методы и средства контроля

Регистрация

результатов

контроля

1

2

3

4

Приготовление и укладка бетонных смесей

Изготовление

конструкций

  • - наибольшая крупность фракций
  • - число фракций крупного заполнителя
  • - содержание песка мелкой крупности (при использовании бетоноводов)

Лабораторные

исследования:

  • - стандартным набором сит КСИ
  • - линейкой

Записи в журнале работ

То же

  • - глубина погружения вибраторов
  • - шаг перестановки глубинных вибраторов
  • - уровень бетонной смеси относительно щитов опалубки
  • - возобновление бетонирования
  • - прочность поверхностей бетонных оснований
  • - высота свободного сбрасывания бетона
  • - толщина укладываемых слоев бетона
  • - время установки вышележащих конструкций, опалубки, хождения людей

Лабораторные исследования на строительной площадке:

  • - штангенглубиномером
  • - линейкой
  • - метром
  • - ультразвуковыми приборами
  • - склерометрическими приборами

То же

При выполнении бетонных работ при отрицательных температурах

  • - предварительный отогрев металла
  • - утепление выпусков арматуры
  • - прочность бетона к моменту замерзания
  • - загружение конструкций
  • - температура воды и бетонной смеси на выходе из смесителя
  • - температура укладываемой в опалубку смеси
  • - скорость подъема температуры при тепловой обработке бетона
  • - скорость остывания бетона

Лабораторные исследования с

использованием:

  • - термометра
  • - часов
  • - ультразвуковых приборов
  • - склерометрических приборов

То же

111

1

2

3

4

Выполнение бетонных работ при температуре выше 25 °С

  • - густота цементного теста
  • - температура смеси
  • - уход за бетоном
  • - укрытие конструкций

Лабораторные исследования с использованием:

  • - термометра
  • - часов
  • - прибора Вика (ИВ-2)
  • - ультразвуковых приборов
  • - склерометрических приборов

То же

При

изготовлении

опалубки

  • - точность и качество изготовления и установки опалубки
  • - точность установки несъемной опалубки, выполняющей функцию внешнего армирования
  • - прогиб опалубки

минимальная прочность бетона ненагруженных горизонтальных и наклонных поверхностей загружаемых конструкций

Лабораторные исследования с использованием:

  • - линейки
  • - метра
  • - угольника
  • - глубинометра
  • - нивелира
  • - прогибомера
  • - ультразвуковых приборов
  • - склерометрических приборов

То же

Приемка бетонных и железобетонных конструкций

  • - отклонение плоскостей от вертикали, проектного наклона или горизонтали на всю высоту конструкции или выверяемого участка
  • - местные неровности поверхности (кроме опорных участков)
  • - длина или пролет элементов, размер поперечного сечения
  • - отметки поверхностей и закладных изделий, служащих опорами
  • - уклон опорных поверхностей фундаментов
  • - расположение анкерных болтов
  • - разница отметок по высоте на стыке двух смежных поверхностей

Используемые инструменты и приборы:

  • - теодолит
  • - нивелир
  • - контрольная рейка
  • - щуп для контроля зазоров
  • - линейка
  • - метр
  • - рулетка
  • - уровень
  • - глубиномер
  • - штангенглубиномер

Журнал работ

Исполнительная

схема

112

1

2

3

4

То же

  • - подвижность раствора
  • - отклонения от совмещения установочных ориентиров фундаментных блоков и стаканов фундаментов от проектных значений
  • - отклонение от совмещения ориентиров (осей, граней) в нижнем сечении
  • - отклонение осей колонн в верхнем сечении от вертикали
  • - разность отметок верха колонн или их опорных площадок
  • - разность отметок верха колонн каждого яруса многоярусного здания
  • - разность отметок верха стеновых панелей каркасного здания в пределах выверяемого участка
  • - отклонения от совмещения ориентиров в верхнем сечении установленных элементов (ригелей и др.) на опоре с установленными ориентирами при различной высоте элементов
  • - отклонения от симметричности при установке ригелей, плит перекрытий и т.д. в зависимости от длины пролета
  • - отклонение от вертикали верха плоскостей (панелей несущих стен, объемных блоков, крупных блоков, несущих стен перегородок, навесных стеновых панелей
  • - разность отметок лицевых поверхностей двух смежных непреднапряженных плит перекрытия в шве
  • - отклонения по высоте порога дверного проема объемного элемента шахты лифта относительно посадочной площадки
  • - отклонение от перпендикулярности внутренних поверхностей стен ствола шахты лифта относительно горизонтальной плоскости
  • - предельное отклонение выравнивающего слоя песка при установке фундаментных блоков
  • - слой раствора при укладке плит перекрытия
  • - отклонение отметок маяков панелей стен многоэтажного здания
  • - толщина маяков панелей стен

Используемые инструменты и приборы:

  • - конус для определения пластичности бетонной смеси
  • - теодолит
  • - линейка
  • - метр
  • - нивелир
  • - отвес
  • - штангенциркуль
  • - глубиномер
  • - толщиномер
  • - термометр

Журнал работ

Геодезическая

исполнительная

схема

113

1

2

3

4

  • - соединение воздухозащитных лент стыков панелей (величина нахлеста, расстояние от пересечения вертикальных и горизонтальных стыков)
  • - температура мастик
  • - отклонения толщины слоя мастики

Монтаж

конструкций

многоэтажных

зданий

  • - отклонение отметок опорной поверхности от проектной отметки
  • - разность отметок опорных поверхностей соседних колонн
  • - смещение осей колонн с разбивочных осей в нижнем сечении при опирании на фундаменты
  • - отклонения от совмещения осей колонн в верхнем сечении при разной длине колонн
  • - разность отметок верха колонн каждого яруса
  • - смещение оси ригеля с оси колонн
  • - отклонение расстояния между осями ригелей в середине пролета
  • - разность отметок верха двух смежных ригелей
  • - односторонний зазор между фрезерованными поверхностями в стыке колонн

Используемые инструменты и приборы:

  • - рулетка
  • - теодолит
  • - линейка
  • - метр
  • - нивелир
  • - щупы

Журнал работ. Геодезическая исполнительная

схема

Каменные конструкции

Монтаж

  • - толщина горизонтальных и вертикальных швов
  • - разность высот возводимой кладки на смежных захватках и примыкании наружных и внутренних стен, а также разность высот в смежных участках
  • - глубина не заполнения раствором швов
  • - параметры клинообразных швов в клинчатых перемычках
  • - требования к армированию кладки (толщина швов и выступ стержней, а также требования к стыкам несварной арматуры
  • - подвижность раствора
  • - требования к отклонениям опалубки при кладке арок и сводов

Используемые инструменты и приборы:

  • - рулетка
  • - теодолит
  • - линейка
  • - метр
  • - нивелир
  • - щупы

- штангенциркуль

- конус для определения подвижности смеси

Лабораторные

испытания.

Запись в журнале работ

114

1

2

3

4

  • - требования к кладке, производимой в зимних условиях
  • - особенности усиления каменных конструкций при реконструкции зданий
  • - термометр
  • - психрометр
  • - вискозиметр

Приемка

каменных

конструкций

  • - отклонения толщины конструкций (фундаментов, стен, столбов)
  • - отклонения отметок опорных поверхностей
  • - отклонения ширины простенков и проемов
  • - смещение вертикальных осей оконных проемов от вертикали
  • - смещение осей конструкций от разбивочных осей
  • - отклонения поверхностей и углов кладки
  • - толщина швов кладки

Используемые приборы:

  • - теодолит
  • - щуп для контроля зазоров
  • - линейка
  • - метр
  • - рулетка

Геодезическая

исполнительная

схема

То же

  • - отклонение рядов кладки от горизонтали на 10 м длины
  • - неровности на вертикальной поверхности при накладывании двухметровой рейки
  • - отклонение сечения вентиляционных каналов

Используемые приборы:

  • - нивелир
  • - шнур разметочный
  • - линейка
  • - метр
  • - рулетка

Журнал работ. Геодезическая исполнительная

схема

ния сверх предела прочности, а также при достижении деформацией предельного значения. Напряжение растяжения а определяется по формуле

а = гЕ,

где є — относительное удлинение; Е— модуль упругости, МПа.

Модуль упругости Е — фактор, определяемый свойствами материала, выражающий связь между напряжением и растяжением (деформацией) конструкции. Напряжение а возникает в результате действующих сил: массы конструкций и полезной нагрузкой. Напряжение может возникать только при достижении статического равновесия, т.е. при уравновешивании внешних активных сил реакциями связей. Модуль упругости определяет соответствующую деформацию. В таких случаях напряжение материала является причиной, а деформация — следствием.

Стрелу прогиба конструкции при изгибе рассчитывают по формуле

/ = а*

(мЯЛ

EJ

V у

где

аь — коэффициент, определяемый расположением нагрузок и опор; М — изгибающий момент; Ь — расчетная длина, см; J — момент инерции сечения, см4.

Стрелу прогиба /можно отнести к пролету Ь и обозначить = ср, тогда, выразив М через о и момент сопротивления IV, получим

с ЖЕ EJ

Между IVи У существует зависимость, которую можно выразить через р/Л. Для большинства строительных прямоугольных конструкций коэффициент р = 2; И — толщина конструкции.

Кроме силовых деформаций конструктивные элементы подвержены температурным деформациям. Строительные конструкции при равномерном изменении температуры расширяются при повышении температуры и сужаются при ее понижении. Зависимость деформации от температуры АЬ определяется соотношением

АЬ = а{?Д/,

где Ь — длина; а, — коэффициент линейного расширения материала; ДГ— изменение температуры.

Подставив это выражение в формулу для относительной деформации е = АЬ/Ь, получим

8 = а{Д/.

Многие строительные конструкции нагреваются и охлаждаются неравномерно. Это прежде всего относится к наружным стенам, которые деформируются вследствие большой разности наружной и внутренней температуры, достигающих в условиях Москвы 70°С.

Если площадь поверхности во много раз превосходит ее толщину, то деформация сопровождается корытообразным короблением. Стрела прогиба Р определяется по формуле

„ _ 12а,Л/

где Ь — длина конструкции; а, — линейный коэффициент расширения; А/ — разность температур двух поверхностей; И — толщина конструкции.

Следовательно, стрела прогиба увеличивается при увеличении длины и разности температур и при уменьшении толщины.

Для относительной стрелы прогиба Р/Ь = ц формула упрощается и принимает вид

0.125-а, ДС/,

Ф =-А-'

Сравним приведенную формулу и формулу для определения прогиба от силовой нагрузки

оф • (Зе- Ь И

Подставляя вместо е у/Е, получим

Определение ширины трещин для упругой стадии деформирования можно выполнять по приведенной формуле или по номограмме (рис. 2.14).

Е — модуль упругости, МПа

10 9 8 7 6

Длина стены, м

Рис. 2.14. Номограмма для определения ширины трещины

Важным элементом расчета зданий является учет влияния ползучести, сдвига и усадки на перераспределение нагрузок между стенами крупнопанельных зданий. Перераспределение вертикальных нагрузок — сложный процесс, связанный с развитием деформаций в материалах стен и анкеров (или шпонок) стыков, а также с изменением влажности и температуры в период монтажа и первого этапа эксплуатации. Существенно усложняют общую картину совместных деформаций изменение с течением времени прочности и, соответственно, деформативности узловых соединений. Снижение высокой влажности, которую имеют конструкции, в начальный момент приводит к неодинаковым усадочным деформациям во внутренних и наружных стенах. Кроме указанных влияний, для протяженных зданий большое значение имеют общие температурные воздействия. Учет раскрытия межпанельных стыков и дополнительных сдвигающих усилий важен для обеспечения надежности сопряжений.

Развитие деформаций почти во всех случаях имеет внешние признаки проявления, свойственные только данному типу деформаций. Зная расчетную схему, действующие нагрузки и механику изменения напряженного состояния конструкций, по внешним признакам можно определить причины возникновения деформаций.

В железобетонных конструкциях трещины от силового воздействия обычно располагаются перпендикулярно действию главных растягивающих напряжений (рис. 2.15).

Усадочные трещины в плоских конструкциях распределяются хаотично по объему, а в конструкциях сложной конфигурации концентрируются в местах сопряжения элементов (узлы ферм, сопряжение полки и ребер в плитах, двутавровых балках и т.п. (рис. 2.16)).

Трещины от коррозии обычно проходят вдоль корродируемых арматурных стержней (рис. 2.17).

Характер трещинообразования в кирпичных колоннах, так же как и в железобетонных, зависит от величины эксцентриситета приложенной силы.

При больших эксцентриситетах в растянутой зоне колонн по неперевязанному шву образуются горизонтальные трещины. С увеличением эксплуатационной нагрузки трещины раскрываются и удлиняются, в результате может произойти потеря устойчивости колонны или разрушение ее сжатой зоны.

При малых эксцентриситетах горизонтальных трещин может и не возникать. Однако, если имеет место перегрузка колонны, появляются вертикальные продольные трещины.

Причинами образования трещин в кирпичных стенах могут быть как внешние силовые воздействия, так и внутренние усилия, обусловленные влиянием окружающей среды и физикохимическими процессами, протекающими в материалах кладки.

Форма трещин в зависимости от силового воздействия

Рис. 2.15. Форма трещин в зависимости от силового воздействия

в железобетонных конструкциях:

а — внецентренно растянутые элементы; б — внецентренно сжатые элементы;

изгибаемые и внецентренно сжатые элементы; в — центрально-растянутые элементы раскосных ферм; г — приопорная зона изгибаемых элементов; д — предварительно напряженные элементы в зоне заанкеривания арматуры; е —

сжатые элементы

Характер усадочных трещин плоских железобетонных конструкций

Рис. 2.16. Характер усадочных трещин плоских железобетонных конструкций

Характер трещин, вызванных коррозией арматуры

Рис. 2.17. Характер трещин, вызванных коррозией арматуры:

1 — волосные трещины вдоль арматуры; 2 — следы ржавчины на поверхности

бетона; 3 — отслоение защитного слоя

В зданиях с железобетонными перекрытиями, работающими совместно со стенами, причиной появления трещин может быть разница коэффициентов температурного расширения железобетона и каменной кладки.

Следует отметить, что образующиеся в стенах трещины имеют различную направленность и глубину. Так, при центральном сжатии в зоне перегрузки образуются вертикальные, параллельные направлению действующей силы, трещины, распространяющиеся на всю глубину стены. При внецентренном сжатии возможно образование неглубоких горизонтальных трещин, сопровождающихся выпучиванием стены. Если под концом железобетонной или стальной балки отсутствует распределительная конструкция (армированный слой раствора или железобетонная подушка), то в зоне опирания нередко образуются вертикальные неглубокие трещины, свидетельствующие о высоких сжимающих напряжениях в кирпичной кладке.

Из внешних силовых воздействий, вызывающих интенсивное трещинообразование, особо опасными следует признать те, которые возникают при неравномерной осадке фундаментов под стенами. Так, в зданиях без подвалов причиной неравномерной осадки может стать рытье траншеи под водопроводно-канализационные сети ниже отметки фундаментов или рытье котлована под новое здание в непосредственной близости к существующему. Увеличивает опасность образования трещин и вибрация грунтового основания вследствие близкой забивки свай.

Картина трещин, выявленных в результате обследования здания, анализируется, выявляются особо опасные для несущей способности стен повреждения, для которых необходимо выполнить поверочные расчеты.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >