Железобетонных конструкций

Оценка технического состояния

Основными дефектами и повреждениями бетонных и железобетонных конструкций являются:

· трещины и повышенные деформации от силовых воздействий (статических и динамических);

· коррозионные повреждения бетона, арматуры, соединительных закладных деталей;

· повреждения от попеременного увлажнения, замораживания-оттаивания;

· температурные деформации при несоответствии расстояний между температурно-усадочными швами условиям эксплуатации;

· трещины в элементах каркаса и ограждающих конструкций от неравномерного оседания фундаментов (в том числе на подрабатываемых территориях);

· повреждения механические, от огневого воздействия;

Основными характеристиками, которые подлежат определению при обследовании, являются:

· геометрические размеры конструкций и узлов их соединения;

· прогибы, крены, оседание конструкций;

· ширина и длина раскрытия трещин, их месторасположение и характер;

· прочность бетона;

· водопроницаемость бетона;

· глубина превращенного нейтрализованного слоя бетона;

· диаметр, количество и расположение арматуры;

· класс арматуры, марка стали, ее прочностные и деформационные характеристики;

· степень повреждения арматуры и закладных деталей коррозией;

· статическая схема конструкций.

Номенклатура контролируемых характеристик и признаков подлежит уточнению в зависимости от вида конструкций, их состояния, причин и задач обследования.

Нормальное состояние конструкций (категория I) характеризуется отсутствием явных дефектов и повреждений (необходимости в ремонтно-восстановительных работах на момент обследования нет).

Удовлетворительное состояние конструкций (категория II) характеризуется наличием малозначительных дефектов и повреждений. С учетом фактических свойств материалов удовлетворяются требования действующих норм, которые относятся к предельному состоянию I группы. Требования норм по предельному состоянию II группы могут быть нарушены, но обеспечивается нормальное состояние эксплуатации (необходим периодический осмотр для установления сроков и объемов ремонтных работ, устройства или возобновления антикоррозионной защиты).

Состояние конструкций, непригодное для нормальной эксплуатации (категория III), характеризуется наличием значительных дефектов и повреждений. При этом нарушаются требования действующих норм по предельным состояниям I и II групп, но отсутствуют опасность обрушения и угроза безопасности работающих, отсутствуют визуальные признаки аварийного состояния; требуется снижение эксплуатационных нагрузок, усиление или восстановление эксплуатационных свойств конструкций.

Аварийное состояние конструкций (категория IV) характеризуется наличием критических дефектов и повреждений. Существуют повреждения, которые свидетельствуют об опасности пребывания людей в районе обследуемых конструкций. Требуются немедленные страховочные мероприятия (установка стоек, подпорок и т. п.), ограничение нагрузок, вывод людей из опасной зоны.

Для конструкций, относящихся к I и II категориям расчетные оценки состояния не выполняются, а для конструкций эксплуатируемых в агрессивных средах выполняется прогноз времени до начала коррозионных процессов в арматуре. Проверка требований второй группы предельных состояний (ширины раскрытия трещин, деформаций) выполняется путем сравнения нормируемых значений с замеренными в натуре величинами. Нормируемые значения по СНиП 2.03.01-84* приведены в табл. 1.

Таблица 1

Категория требований к трещиностойкости железобетонных конструкций и предельно допустимая ширина непродолжи­тель­ного и продолжительного раскрытия трещин а_{сrc , sh} и a_{crc ,} , мм

	Вид арматуры
Условия работы конструкций	стержневая классов А-I, A-II, A-III, A-IIIв, A-IV; проволочная классов В-I и Bр-I	стержневая классов A-V и A-VI; проволочная классов В-II и Bр-II, К-7 и К-19 при диаметре проволоки 3,5 мм и более	проволочная классов В-II и Bр-II и К-7 при диаметре про­волоки 3 мм и менее, стер­жневая класса Ат-VII
1. Элементы, восприни­ма­ющие давление жидкос­тей и газов, при сечении: полностью растянутом частично сжатом	1-я категория 3-я категория асrc, sh=0,3 acrc ,=0,2	1-я категория 3-я категория асrc, sh=0,3 acrc ,=0,2	1-я категория 3-я категория асrc, sh=0,3 acrc ,=0,2
2. Элементы хранилищ сыпучих тел, непосредственно воспринимающие их давление	3-я категория асrc, sh=0,3 acrc, =0,2	3-я категория асrc, sh=0,3 acrc ,=0,2	3-я категория асrc, sh=0,3 acrc ,=0,2
3. Прочие элементы, эксплуатируемые: в грунте при переменном уровне грунтовых вод на открытом воздухе, а также в грунте выше или ниже уровня грунтовых вод в закрытом помещении	3-я категория асrc , sh=0,3 acrc , l=0,2 3-я категория асrc , sh=0,4 acrc ,=0,3   3-я категория асrc , sh=0,4 acrc ,=0,3	2-я категория асrc , sh=0,2   3-я категория асrc , sh=0,2 acrc ,=0,1   3-я категория асrc , sh=0,3 acrc ,=0,2	2-я категория асrc , sh=0,1   2-я категория асrc , sh=0,2     3-я категория асrc , sh=0,2 acrc ,=0,1

Классификационные признаки технического состояния (катего­рий) основных типов несущих конструкций приведены в таблице 2. [9].

Таблица 2   Классификационные признаки технического состояния каркасов промышленных зданий, междуэтажных перекрытий и покрытий из сборного и монолитного железобетона	Возможные последствия		На несущую способность не влияют. Могут снизить долговечность	а) Ориентировочное снижение несущей способности до 5%. Возможное снижение долговечности б) Возможное снижение несущей способности. Степень снижения должна оцениваться с учетом наличия других дефектов, повреждений и результатов поверочного расчета
Возможные причины возникновения		Усадка вследствие нарушения режима тепло-влажностной обработки бетонной смеси, свойств цемента и т. п.	а) Коррозия арматуры (слой коррозии до 0,5 мм) при утрате бетоном защитных свойств (например, при карбонизации) б) Начальная фаза раскалывания бетона вследствие давления продуктов коррозии арматуры и нарушения сцепления с арматурой
Дефекты и повреждения		Волосяные трещины с за­плыв­ными берегами, не имеющие четкой ориентации, преимущественно на верхней (при изготовлении) поверхности	Волосяные трещины вдоль арматуры, след ржавчины на поверхности бетона
Категория техничес­кого состояния		I	II

	При расположении в сжатой зоне снижение несущей способности за счет уменьшения площади сечения	Снижение несущей способности пропорционально уменьшению площади сечения   Степень опасности определяется в зависимости от наличия других дефектов и причин, вызвавших повышенное раскрытие трещин.
	Механические воздействия	Механические воздействия     Перегрузка конструкций. Смещение положения при изготовлении растянутой арматуры Для преднапряженных конст­рукций - недостаточное усилие натяжения арматуры.
	Скалывание бетона	Повреждение арматуры и закладных деталей (надрезы, вырывы и т. п.) часто при сочетании с предыдущими дефектами Нормальные трещины в конструкциях, работающих на изгиб, и растянутых элементах конструкций шириной раскрытия для стали класса: А-I более 0,5 мм; А-II, А-III, А-IIIв, А-IV - более 0,4 мм; в других случаях - более 0,3 мм
	II-III (устанав­ли­вается расчетом)	III (устанав­ливается расчетом)
	Снижение несущей способности в зависимости от уменьшения площади сечения арматуры и размеров исключенного из работы бетона сжатой зоны. Уменьшение несущей способности нормальных сечений вследствие нарушения сцепления арматуры с бетоном ориентировочно до 20%. Для предварительно-напря­жен­ной арматуры и при расположении на приопорных участках - состояние аварийное.	Степень опасности определяется в зависимости от наличия других дефектов. При сочетании с предыдущим дефектом - состояние аварийное.
	Развиваются вследствие коррозии арматуры. Толщина слоя продуктов коррозии до 3 мм	Перегрузка конструкций, уменьшение рабочего сечения бетона и арматуры.
	Трещины вдоль арматурных стержней до 3 мм. Явные следы коррозии арматуры.	Относительные прогибы, превышающие для: преднапряженных стропильных ферм - 1/800; преднапряженных стропильных балок и балок перекрытий -1/400; плит перекрытий и покрытий - 1/200
	III-IV (устанав­ливается расчетом)	III-IV (устанав­ливается расчетом)
	Снижение несущей способности в зависимости от уменьшения площади арматуры вследствие коррозии и уменьшения размеров поперечного сечения сжатой зоны. Возможное снижение несущей способности; при критическом уменьшении - состояние аварийное.	Опасность обрушения.
	Коррозия продольной и поперечной арматуры. Ошибки при изготовлении и монтаже.	Перегрузка конструкций.
	Отслоение защитного слоя бетона. Уменьшение площадок опирания конструкций сравнительно с проектными.	Выпучивание, стержней сжатой арматуры, продольные трещины в сжатой зоне, шелушение бетона сжатой зоны.
	III-IV (устанав­ливается расчетом)	IV (визуальные признаки)
	Опасность обрушения.
	Перегрузка конструкций вследствие снижения прочности бетона или нарушения сцепления арматуры с бетоном.	Перегрузка конструкций. Нарушение анкеровки арматуры.	Перегрузка конструкций.     Наличие воздействий, не предусмотренных при проектировании; отклонения от проекта при выполнении стыков.
	То же, что и в предыдущем случае, но есть трещины с разветвленными в сжатой зоне концами.	Косые трещины 1,5 мм и больше со смещением участков балки относительно друг друга и косые трещины, пересекающие арматуру.	Разрывы или смещения поперечной арматуры в зоне косых трещин. Отрыв анкеров от пластин закладных деталей, разрушения стыков или их элементов.
	IV (визуальные признаки)

Оценка технического состояния железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, осуществляется на основе показателей, приведенных в табл. 3 и 4 [7]; условная оценка коррозионного состояния арматуры приведена в табл. 3, а железобетонных конструкций в табл. 4.

Таблица 3

Характер коррозионного повреждения стальной арматуры	Условная оценка состояния, баллы
Поверхность чистая
Тонкий налет ржавчины на площади менее 10% площади поверхности
Слоистая ржавчина или язвы, вызывающие уменьшение площади сечения арматурного стержня до 5%
Слоистая ржавчина или язвы, вызывающие уменьшение площади сечения арматурного стержня на 5-15%
Слоистая ржавчина или язвы, вызывающие уменьшение площади сечения арматурного стержня более чем на 15%

Прогноз времени до начала коррозионных процессов в арматуре железобетонных конструкций с повреждениями I и II категории определяется продолжительностью процесса нейтрализации защитного слоя бетона.

Продолжительность его нейтрализации кислыми газами равна:

где - продолжительность полной нейтрализации защитного слоя бетона. годы; - среднее значение защитного слоя бетона, см; - глубина нейтрализации, см, в момент обследования; - время эксплуатации конструкций до обследования, годы.

Обозначения, принятые в табл. 4.

- среднестатистический показатель фактической прочности бетона; , - соответственно нормативное и расчетное сопротивление бетона, принимаемые по СниП 2-03.01-84*; - среднестатистическая глубина нейтрализации бетона защитного слоя; - среднестатистическая толщина защитного слоя; - среднестатистическая величина концентрации агрессивных компонентов в бетоне; - предельно допустимая концентрация агрессивных компонентов в бетоне; - относительный прогиб конструкций ( - прогиб, - пролет).

Примечание к табл. 4.

Значения параметров в квадратных скобках принимаются по данным табл. 1.

Таблица 4

Дата добавления: 2014-12-07