Цели и задачи обследования и испытания сооружения

 

на титульном листе указывается  название образовательного учреждения, тема реферата, название учебного курса, номер группы, форма и курс обучения, Ф.И.О. автора, Ф.И.О. научного руководителя (проверяющего), место и год выполнения работы;

"Московский  государственный строительный университет"

 

 

Реферат на тему : Цели и задачи обследования и испытания сооружения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:      Студент __________________

МГСУ г.Москвы

Группы _____________

      Ботин Николай  Николаевич

 

 

Научный руководитель   _____________________

 

 

Обнинск 2013

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 3

Цели и задачи обследования 4

Способы организации и проведения обследования 5

Визуальный метод 7

Механический 7

Метод лабораторных испытаний 7

Метод натурного испытания 8

Физические методы испытаний 8

Комплексный метод предусматривает 8

Термины и определения 9

Приборы неразрушающего контроля, применяемые при обследовании строительных конструкций 13

При детальных обследованиях: 14

Детальное обследование конструкций бывает 14

Сплошное обследование производится в случаях, когда: 14

Неразрушающие методы 16

Разрушение каменных 17

Обобщение результатов исследований 18

Организация работ по обследованию зданий и сооружений 20

Основы диагностики несущих строительных конструкций зданий и сооружений 22

Диагностика стен и перегородок. 23

Перекрытия. 23

Полы. 24

В приложениях к техническому отчету (заключению) должны содержаться: 26

Причины и дефекты  строительных конструкций 26

Выводы 45

Литература 46

Введение

 

 Исследование производственной среды и технического состояния строительных конструкций является самостоятельным направлением строительной деятельности, охватывающим комплекс вопросов, связанных с созданием в зданиях нормальных условий труда и жизнедеятельности людей и обеспечением эксплуатационной надежности зданий, с проведением ремонтно-восстановительных работ, а также с разработкой проектной документации по реконструкции зданий и сооружений. Объем проводимых обследований зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др. Особенно важно проведение обследований после разного рода техногенных и природных воздействий (пожары, землетрясения и т.п.), при реконструкции старых зданий и сооружений, что часто связано с изменением действующих нагрузок, изменением конструктивных схем и необходимостью учета современных норм проектирования зданий.

 

 

 

 

 

 

 

Цели  и задачи обследования

 

Оценка технического состояния  зданий и сооружений, обоснование  необходимости их ремонта или  усиления может быть дана только на основе результатов их детального технического обследования. Задачей обследования является установление фактического качественного  состояния конструкций:

 – обнаружение в  конструкциях дефектов и повреждений;

 – при проведении  мероприятий по реконструкции  и техническому перевооружению;

 – в том случае, если конструкции здания подверглись  воздействиям, не предусмотренным  при проектировании (высокие и  низкие температуры, пожары и  другие стихийные бедствия и  др.);

 – с профилактической  целью, для обеспечения безопасности  и поддержания конструкций в  нормальном эксплуатационном состоянии.

 При проведении обследований  особое внимание обращают на  определение технического состояния  конструкций и отдельных элементов,  выявляют имеющиеся дефекты, устанавливают  их причины, оценивают надежность  и безопасность эксплуатации  объекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способы организации и проведения обследования

 

Современная система обследования строительных конструкций состоит  из следующих стадий: рекогносцировки, визуального осмотра, диагностики (обследование с помощью приборов и инструментов).

 Работы по проведению  обследований разбиваются на  следующие этапы:

 – предварительный  осмотр здания в целом и  его конструктивных элементов;

 – изучение технической  документации;

 – детальный натурный  осмотр и обмер конструкций;

 – определение величины  и характера действующих нагрузок;

 – установление физико-механических  характеристик материала конструкций;

 – оценка степени  ослабления сечений элементов  дефектами и повреждениями;

 – установление расчетной  схемы, отражающей фактическое  напряженное состояние конструкций;

 – выполнение проверочных  расчетов;

 – формулирование  выводов и рекомендаций по  усилению и дальнейшей безопасной  эксплуатации объекта.

 Для проведения обследования  разрабатывается техническое задание,  составляемое предприятием-заказчиком, в котором указываются основные  требования к конструкциям в  связи с намечаемой реконструкцией (например, новые технологические  нагрузки, воздействия, требуемые  габариты помещений и т.п.). Как  правило, оно содержит следующие  разделы:

 – обоснование для  выполнения работ;

 – цели и задачи  обследования;

 – система технического  обследования;

 – состав работы;

 – краткое содержание  отчетных материалов;

 – обязанности заказчика  и исполнителя.

 На основании ознакомления  с проектно-технической документацией  составляется программа обследований. В проектно-технической документации должны быть рабочие чертежи и пояснительная записка к ним, где изложены данные по проектным нагрузкам и воздействиям, представлены расчетные схемы, статические расчеты, рекомендации по изготовлению, монтажу и эксплуатации конструкций, паспорта и сертификаты готовых изделий, а также документация по производству строительно-монтажных работ (исполнительные схемы, данные геодезического контроля, акты скрытых работ, акты приемки объекта и т.п.), сведения о выполнявшихся ремонтах и усилениях.

 При отсутствии проектно-технической  документации в программу обследований  дополнительно включать работы  по обмерам и освидетельствованию  конструкций, а также работы  по восстановлению эскизного  проекта архитектурно-строительной  части.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Общая характеристика методов обследования

 

Обследование строительных конструкций выполняют в два  этапа: предварительное визуальное и детальное инструментальное. Определение характеристик конструкций при обследовании выполняют с помощью следующих методов:

 – визуального;

 – механического (полевого);

 – лабораторных испытаний;

 – натурных испытаний  конструкций;

 – физического;

 – комплексного.

 Визуальный метод позволяет определить качество и примерные характеристики конструкций путем их внешнего осмотра и применения простейших измерительных инструментов. Достоинство его проявляется в быстроте получения данных для заключения о состоянии и износе конструкций, недостаток – невозможность установления физико-механических свойств материалов. Этот метод следует отнести к косвенному способу оценки безопасности эксплуатации объекта.

 Механический метод основан на применении косвенных способов, использующих зависимости между прочностью материала и другими его свойствами, определенными испытанием в конструкции. Достоинство его – в возможности количественной оценки физико-механических свойств материала конструкций в полевых условиях без отбора проб; недостаток – ограниченная точность результатов.

 Метод лабораторных испытаний взятых из конструкций образцов позволяет получить достоверные характеристики материалов с высокой точностью. Это дает возможность использовать его при подготовке данных к проектам реконструкции. Недостаток метода – в высокой трудоемкости, а иногда и невозможности отбора образцов материала в наиболее напряженных местах конструкций.

 Метод натурного испытания конструкций дает наиболее полную и точную информацию о напряженном состоянии конструкций с учетом их реальной работы. Недостаток метода – высокая трудоемкость. Способ целесообразен при обследовании и реконструкции зданий повышенной капитальности и ценности.

 Физические методы испытаний основаны на использовании при определении характеристик материалов некоторых физических методов (параметров волнового и колебательного движения, электромагнитного поля и др.). Они не требуют отбора образцов и повреждений обследуемых конструкций; недостаток – они являются способами приближенной оценки надежности. Способ требует высокой квалификации исследователей и дорогостоящей аппаратуры.

 Комплексный метод предусматривает одновременное использование электронно-акустических, радиометрических и других способов определения физико-механических характеристик материалов конструкций с применением ЭВМ. В настоящее время метод достаточно разработан и находит экспериментальное применение. Недостаток – сложность обеспечения нормальной работы электронной аппаратуры в условиях обследуемого объекта.

 

 

 Термины и определения

 

Дефект – неисправность, возникающая в конструктивном элементе на стадиях его изготовления, транспортировки, монтажа или устройства, а также  эксплуатацию.

Дефект скрытый – такие дефекты могут быть при разработке проекта, рабочих чертежей и другой технической документации.

Дефект критический –  наличие такого дефекта приводит к недопустимости или практической невозможности использования здания (сооружения), либо отдельных его  элементов по его функциональному  назначению.

Дефект значительный –  наличие такого дефекта существенно  влияет как на из-пользование здания, его отдельных конструктивных элементов по функциональному назначению, и на долговечность; при этом дефект не является по своему характеру критическим.

Дефект малозначительный – его наличие существенно  не влияет на использование здания и отдельных его конструктивных элементов по функциональному назначению и на долговечность.

Деформация надземной  части – изменение формы и  размеров, а также потеря устойчивости (выгиб, прогиб, перекос, осадка, сдвиг  и т.д.) здания или сооружения под  влиянием нагрузок и воздействий.

Деформация конструктивного  элемента – изменение формы и  размеров конструкции (или части  ее) под влиянием нагрузок и воздействий.

Деформация основания  – деформация, возникающая в результате передачи усилий от надземной части  на основание или изменение физического  состояния грунта основания в  период эксплуатации, которая может  быть равномерной и неравномерной, допустимой и недопустимой.

Долговечность – свойство сохранять работоспособное состояние  до наступления предельного состояния  при установленных нормах эксплуатации, а также технического обслуживания и ремонта. В конце срока, определяющего  долговечность здания, ремонт или  реконструкция невозможны, либо экономически нецелесообразны.

Жесткость – характеристика, оценивающая способность сопротивляться деформациям.

Капитальный ремонт – ремонт с целью восстановления ресурса  системы с заменой (при необходимости) конструктивных элементов и систем инженерного оборудования, а также  улучшения эксплуатационных показателей.

Надежность – свойство сохранять во времени в установленных  пределах значения всех параметров, характеризующих  ее способность выполнять требуемые  функции в заданных режимах и  условиях эксплуатации. Надежность является комплексным свойством, которое  в зависимости от назначения системы  и условий ее эксплуатации может  включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Определение технического состояния  конструктивного элемента – это  получение достоверной информации о его реальном состоянии наличии в нем дефектов и повреждений, выявление причин и механизмов их возникновения и развития.

Оценка технического состояния  – оценка производится по результатам  обследования системы и включает: проверочный расчет конструкций  с учетом обнаруженных дефектов и  повреждений, фактических свойств  материалов, фактических и прогнозируемых нагрузок, воздействий и условий  эксплуатации.

Оценка эксплуатационной надежности – определение нагрузок и воздействий, проведение поверочных расчетов основания, фундаментов и  надземных конструкций с учетом выявленных дефектов и повреждений.

 Допускается не производить  поверочные расчеты по оценке  эксплуатационной надежности системы,  если выявленные дефекты и  повреждения в ее элементах  не превышают допустимых действующими  нормами значений, а сами элементы  и их сопряжения отвечают требованиям  действующих норм.

Повреждение – отклонение качества, формы и фактических  размеров конструктивных элементов  здания от требований нормативных документов или проекта, возникающее в процессе эксплуатации.

Предельное состояние  системы – состояние, при котором  дальнейшая эксплуатация недопустима  или нецелесообразна, либо восстановление работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Реконструкция – комплекс строительных работ и организационно-технических мероприятий, связанных с изменениями основных технико-экономических показателей, конструктивного и объемно-планировочных решений, функционального назначения, осуществляемых в целях улучшения объема и номенклатуры услуг, выпускаемой продукции.

Ремонт – комплекс мероприятий  по восстановлению работоспособного состояния.

Срок службы – календарная  продолжительность эксплуатации от начала или возобновления после  ремонта до перехода в предельное состояние.

Ремонтопригодность –  свойство, заключающееся в приспособленности  к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем  технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности выполнять требуемые функции в течение заданного срока службы.

Техническое состояние конструктивных элементов – состояние, которое  определяет, в какой стадии безопасности находится исследуемый объект:

Работоспособное состояние  – техническое состояние конструктивных элементов, при котором удовлетворяются  требования обеспечения производственного  процесса и правилам техники безопасности, хотя при этом может иметь место  несоответствие некоторым требованиям  действующих норм или проектной  документации.

Ограниченно работоспособное  состояние – техническое состояние  конструктивных элементов, имеющих  дефекты и повреждения, при которых  их функционирование возможно только при соблюдении специальных мер  по контролю за состоянием как самих конструктивных элементов, так и параметров производственного процесса (интенсивность, грузоподъемность и т.п.), а также за нагрузками и воздействиями.

Неработоспособное (аварийное) состояние – техническое состояние  конструктивных элементов, имеющих  дефекты или повреждения, свидетельствующие  о потере несущей способности, ведущей  к прекращению производственного  процесса и/или нарушению правил техники безопасности, а при непринятии мер – к обрушению; устанавливается  специализированной организацией, имеющей  лицензию на данный вид деятельности.

Усиление – увеличение несущей способности или жесткости  здания (сооружения) в целом или  его конструктивного элемента путем  изменения сечений, либо схемы работы.

Физический износ –  величина, характеризующая степень  ухудшения технических и связанных  с ними других эксплуатационных показателей  здания (его конструктивного элемента) на определенный момент времени.

Экспертное обследование – комплекс работ, направленных на определение технического состояния  элементов и здания в целом, оценку его эксплуатационной надежности, выявление элементов и сопряжений, требующих ремонта, усиления или замены, определение условий, режимов и сроков безопасной эксплуатации. Отличается от технического обследования определением (оценкой) остаточного ресурса или оценкой срока безопасной эксплуатации.

 

Приборы неразрушающего контроля, применяемые при обследовании строительных конструкций

 

Ультрозвуковые толщиномеры и дефектоскопы

 Ультразвуковые толщиномеры и дефектоскопы предназначены для измерения толщин объектов из различных материалов (сталь, алюминий, металлы, чугун, стекло, пластики и др.), а также для обнаружения скрытых дефектов (трещины, поры и прочее) и проверки качества материалов и их соединений.

 Назначение:

- Измерение толщины стенок  металлических и пластиковых  труб, котлов, сосудов и пр;

- Контроль качества сварных  швов;

- Поиск мест коррозии, трещин, внутренних расслоений и  других дефектов;

- Определение координат  и оценка параметров дефектов  типа нарушений сплошности и однородности материала в изделиях из металлов и пластмасс;

 

Измерители прочности  бетона

 Приборы используется  для контроля прочности строительных  материалов (бетон, кирпич, раствор)  на объектах строительства, а  так же при обследовании эксплуатируемых  и реконструируемых зданий и  сооружений. Наиболее распространенными  приборами данного класса являются  электронные склерометры (например ИПС-МГ4), молоток Кошкарова (наиболее доступный прибор для всех организаций), молотки Шмидта.

При детальных обследованиях:

 

- ставится задача получить  уточненные данные о положении  в плане и по высоте, сечении  конструкций, значениях физико-механических  характеристик материалов, дефектах  конструкций, эксплуатационной среде,  полезных нагрузках;

 

- принимается расчетная  схема несущих конструкций;

 

- производятся поверочные  расчеты элементов конструкций  и сооружений в целом;

 

 Инженерно-геологические  изыскания выполняются при отсутствии  рабочих чертежей фундаментов,  исполнительных документов по  их возведению и материалов  об инженерно-геологических условиях  площадки строительства обследуемого  объекта, а также при расположении  объекта на грунтовом основании,  сложном в инженерно-геологическом  отношении.

 

 Детальное обследование конструкций бывает сплошным или выборочным.

 Сплошное обследование производится в случаях, когда:

 

- отсутствует проектная  документация;

 

- имеются дефекты конструкций,  снижающие их несущую способность;

 

- в однотипных конструкциях  неодинаковы свойства материалов, условия погружения, действие агрессивной  среды.

 

 Если в процессе  сплошного обследования обнаруживается, что не менее 20% однотипных  конструкций при общем их количестве  более 20 находится в удовлетворительном  состоянии, то допускается оставшиеся  непроверенными конструкции обследовать  выборочно. Объем выборочно обследуемых  элементов должен определяться  из конкретных условий (не менее  10% однотипных конструкций, но не менее трех) / 50/.

 

 После выполнения основных  этапов обследования производится  оценки технического состояния  строительных конструкций, которая  включает анализ результатов  испытаний материалов и конструкций,  окончательное определение нагрузок  и воздействий, проведение поверочных  расчетов несущих конструкций с учетом выявленных в них дефектов.

 

 Итогом проведенного  технического обследования является  Заключение по результатам обследования  здания или сооружения, в котором  дается общая оценка эксплуатационного  состояния объекта, приводятся  рекомендации по дальнейшему  его использованию и наблюдению  за строительными конструкциями,  а также предложения по усилению  конструкций.

 

 При выполнении работ  по обследованию строительных  конструкции необходимо вести  строгий учет полученных данных  в специальных журналах, оформлять  акты обследований на различные  виды работ, проводить фотофиксацию дефектов.

 

 

 

 

 

3. Определение физико-химических характеристик материалов конструкций

 

 

 Прочность каменных, бетонных  и железобетонных конструкций  (стен, фундаментов, каркасов, перекрытий  и т.п.) может определяться неразрушающими  и разрушающими методами.

 

 Неразрушающие методы позволяют определять прочность конструкций без ослабления сечения и снижения несущей способности при отборе образцов, кернов или проб материалов. К неразрушающим методам относятся механические (ударные, отрыва, скалывания) и ультразвуковые способы.(6 с.36)

 

 Ультразвуковой способ  используется для определения  прочности хрупких и нехрупких  материалов в соответствии с  требованиями ГОСТ 24732-80 (бетоны) и  ГОСТ 17624-78 (силикатные камни). Оценка  прочности конструкций производится  по скорости распространения  ультразвука в материале образца  с помощью ультразвуковых приборов  типа УКБ-1М, УК-10П, "Бетон-ЗМ"

 

 Для оценки прочности  кирпича, камней правильной формы  и раствора из кладки стен  и фундаментов проводят механические  испытания в лаборатории. Образцы бетона для определения прочности в группе однотипных конструкций или в отдельной конструкции должны располагаться: в местах наименьшей прочности бетона, предварительно определенной экспертным методом; в зонах и элементах конструкций, определяющих их несущую способность; в местах, имеющих дефекты и повреждения, которые могут свидетельствовать о пониженной прочности бетона (повышенная пористость, коррозионные повреждения, температурное растрескивание бетона, изменение его цвета.

 

 Отбор кирпича, камней  и раствора из стен и фундаментов  производят из ненесущих (под  окнами, в проемах) или слабонагруженных  элементов или конструкций, подлежащих  разборке и демонтажу. Для оценки  прочности кирпича, камней правильной  формы и раствора из кладки  стен и фундаментов отбирают  целые, неповрежденные кирпичи или камни и пластинки раствора из горизонтальных швов. Для определения прочности природных камней неправильной формы (бута) из фрагментов камней выпиливают кубики с размером ребер 40-200 мм или высверливают цилиндры (керны) диаметром 40-150 мм и длиной, превышающей диаметр на 10-20 мм.

 

 Разрушение каменных конструкций при их эксплуатации происходит и под воздействием многих химических и физико-механических факторов. К ним относятся неоднородность материалов, повышенные напряжения в материале различного происхождения, приводящие к микроразрывам в материале, попеременное увлажнение и высушивание, периодические замораживания и оттаивания, резкие перепады температур, воздействие солей и кислот, выщелачивание, нарушение контактов между цементным камнем и заполнителями, коррозия стальной арматуры, разрушение заполнителей под воздействием щелочей цемента.

 Для определения степени  коррозионного разрушения бетона (степени карбонизации, состава новообразований,  структурных нарушений бетона) используются  физико-химические методы.

 

Исследование химического  состава новообразований, возникших  в бетоне под действием агрессивной  среды, производится с помощью дифференциально-термического и рентгено-структурного методов, выполняемых в лабораторных условиях на образцах, отобранных из эксплуатируемых конструкций.

 

 Изучение структурных  изменений бетона производится  с помощью ручной лупы, дающей  небольшое увеличение. Такой осмотр  позволяет изучить поверхность  образца, выявить наличие крупных  пор, трещин и других дефектов.(3,с.120)

С помощью микроскопического  метода можно выявить взаимное расположение и характер сцепления цементного камня и зерен заполнителя; состояние  контакта между бетоном и арматурой; форму, размер и количество пор; размер и направление трещин.

 

 Определение глубины  карбонизации бетона производят  по изменению величины водородного  показателя рН.

Обобщение результатов исследований

 

 

 Результатом обследования  общего состояния строительных  конструкций здания является  заключение или отчет о техническом  состоянии строительных конструкций,  в котором приводятся сведения  из проектной и исполнительной  документации, причина проведения  технического обследования. По результатам  проведенного обследования составляют  акт обследования, заключение или  отчет о техническом состоянии  конструкций здания или сооружения, в котором приводятся сведения, полученные из проектной и  исполнительной документации, и  материалы, характеризующие особенности  эксплуатации конструкций, вызвавшие  необходимость проведения обследования, в котором присутствует:

 

 описание существующего  здания, его объемно-планировочного  и конструктивного решений;

 

 результаты детального  технического обследования строительных  конструкций;

 

 результаты фотофиксации дефектов, обнаруженных в ходе технического обследования;

 

 результаты лабораторных  испытаний конструкционных материалов;

 

 расчетная часть с  поверочными статическими и теплотехническими  расчетами несущих и ограждающих  конструкций. 

 

-Графическая часть с  чертежами. На основании проведенных  обмеров составляются обмерные  чертежи здания. Планы, разрезы,  фасады с указанием обнаруженных  дефектов.

 

-Выводы по результатам  проведенного обследования; в выводах  оценивается возможность эксплуатации  здания под существующие нагрузки; возможность эксплуатации под  проектные нагрузки.

 

-Рекомендации по безопасной  дальнейшей эксплуатации зданий (сооружений), необходимость усиления  или замены несущих и ограждающих  элементов в случае необходимости.

 

-На основании измерений  прочностных характеристик материалов  определяют прочность конструктивных  элементов.

 

 Проводится проверка  расчетов с учетом выявленных  нагрузок на конструкции и  фактических прочностных характеристик  материалов.

 

 Определение фактического  износа конструктивных элементов  и здания в целом, представленный в виде таблицей является результирующим документом. В данную таблицу сведены все элементы здания и представлен физический износ каждого конкретного элемента и его доля износа в общем износе здания. При помощи этой таблицы легко отследить какие из элементов более всего подвержены износу и из значимость в общем износе здания.

 

 

 

 

Организация работ по обследованию зданий и сооружений

 

 

 

 Обследованию строительных  конструкций зданий предшествует  подбор, изучение и анализ исходных  данных по следующей технической  документации:

 

 рабочим и исполнительным  чертежам по архитектурно-строительной и конструктивной частям проекта, актам приемки обследуемых конструкций, паспортам и сертификатам на материалы и изделия;

 

 материалам по эксплуатации  здания - техническим паспортам,  журналам ремонтов, измерений осадок  и фундаментов, деформаций строительных  конструкций, пьезометрических и  других наблюдений (за агрессивностью  и уровнем грунтовых вод, параметрами  внутрицеховой эксплуатационной  среды и др.);