В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений




НазваниеВ. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений
страница1/7
Дата конвертации09.11.2012
Размер0.75 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5   6   7


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Институт экономики, управления и права


В.А. Цепаев


Обследование и испытание зданий и сооружений


Утверждено редакционно-издательским

советом университета в качестве

учебного пособия


Нижний Новгород - 2007


ББК 38.7

Ц 40


Цепаев В.А. Обследование и испытание зданий и сооружений [текст]: учебное пособие / В.А. Цепаев; Нижегород. гос. архит.-строит. ун-т. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2007. – 68 с.

ISBN 978-5-87941-492-9


Приведены основные положения, связанные с обследованием строительных конструкций зданий и сооружений, рассмотрены неразрушающие методы определения качества конструкционных материалов. Изложены особенности проведения статических и динамических испытаний строительных конструкций и обработки их результатов. Рассмотрены основные виды измерительных приборов, используемых при проведении испытаний.


ББК 38.7


ISBN 978-5-87941-492-9


© Цепаев В.А., 2007

© ННГАСУ, 2007

ВВЕДЕНИЕ

При решении разнообразных инженерных задач в строительной практике широко используются экспериментальные методы исследования строительных конструкций зданий и сооружений. Экспериментальные методы исследования строительных материалов и конструкций являются завершающим этапом проверки всех принятых в расчетах предпосылок и поэтому они имеют важное значение для теории и практики современного строительства.

Успешное развитие теоретических методов невозможно без получения экспериментальной информации, собранной и обработанной в соответствии с требованиями математической статистики. В связи с этим возрастают требования к точности и единству измерения физических величин, характеризующих свойства и состояния строительных материалов, конструкций и сооружений на всех технологических стадиях: проектирование, изготовление, транспортировка, монтаж, эксплуатация, реконструкция.

Роль обследования и испытания конструкций на всех этих этапах чрезвычайно велика. Результаты испытания материалов и изучение работы конструкций дают определенную информацию проектировщику о прочности материалов и действующих нагрузках. При изготовлении изделий осуществляется контроль качества, позволяющий существенно повысить культуру производства. Методы испытания позволяют выявить те дополнительные изменения состояния конструкций, которые появляются при транспортировании. На стадии монтажа и приемки в эксплуатацию готовых зданий и сооружений объективную информацию об их состоянии можно получить только при использовании современной измерительной техники.

В процессе эксплуатации и реконструкции зданий и сооружений возникает необходимость их обследования. При этом немаловажное значение имеет оперативное определение свойств и качества строительных материалов в полевых условиях на строительных площадках, удаленных от производственной базы, без использования стационарных и передвижных лабораторий.

Применение современных методов обследования эксплуатируемых зданий и сооружений позволяет установить экономическую целесообразность их реконструкции, определяемую состоянием основных несущих конструкций (фундаментов, стен и перекрытий), стоимость которых достигает 45% общей стоимости здания.

Таким образом, роль курса «Обследование и испытание зданий и сооружений» в оценке свойств и состояния строительных материалов и конструкций очень велика. В нем изучаются методы и средства экспериментального исследования состояния различных строительных объектов. Данный курс является завершающим в серии дисциплин, посвященных конструкциям из металла, железобетона, дерева и других видов строительных материалов. В данном пособии излагаются основные положения, связанные с обследованием зданий и сооружений, определением качества конструкционных строительных материалов и проведением статических и динамических испытаний строительных конструкций.

1. КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Испытание строительных конструкций как самостоятельная наука сформировалась несколько позже, чем другие отрасли строительной науки. Однако отдельные случаи испытания сооружений известны с давних времен.

В конце XVII века и начале XVIII Галилей, Мариотт, Бернулли, Лейбниц, Кулон рассматривали вопросы прочности конструкций, исходя из величин разрушающей нагрузки, и анализировали те формы деформаций конструкций, которые соответствовали моменту их разрушения. Работа конструкций до разрушения оставалась вне их внимания.

В 1690 г. в результате проведенных испытаний Мариотт нашел, что прочность свободно-опертых балок в два раза меньше, чем защемленных по концам.

В 1697 г. Бернулли показал, что кривизна консоли, прогнувшейся под грузом на ее конце, пропорциональна в любой точке изгибающему моменту в этой же точке.

В 1767 г. Дюгамель в результате испытания деревянных балок пришел к выводу, что при поперечном изгибе верхние части поперечного сечения балок подвержены действию сжимающих напряжений.

В 1776 г. И.П. Кулибиным в присутствии академика Л. Эйлера проведены испытания модели деревянного арочного моста пролетом 30 м (1/10 натуральной величины). Анализ результатов испытаний полностью подтвердил основные предпосылки расчета. И.П. Кулибиным впервые опытным путем определены значения распора трехшарнирной арки под нагрузкой.

В 1855 г. Д.И.Журавским проведены «струнные» испытания модели (1/15 натуральной величины) деревянных ферм, в которой тяжами служили натянутые проволоки одного и того же диаметра. После загружения модели Д.И. Журавский проводил смычком по проволокам и получил более высокие тона у проволок вблизи опор, чем доказал, что они более натянуты, т.е. испытывают большие усилия.

В 1847 г. при Лондонском университете Годкинсоном была организована первая механическая лаборатория по испытанию строительных материалов.

В 1857 г. в России П.И. Собко при Петербургском институте путей сообщения организовал механическую лабораторию, руководимую в дальнейшем Н.А. Белелюбским.

Первые испытания железобетонных конструкций были проведены в 1886 г. в Германии строительной фирмой «ВАИС» и в России при строительстве московской бойни. Проведенные испытания выявили ряд положительных свойств железобетонных конструкций и содействовали внедрению их в строительство.

С 30-х годов текущего столетия начались работы по исследованию методов расчета строительных конструкций, в частности, метода расчета по предельным состояниям, что потребовало проведения больших экспериментальных работ.

В теоретических и практических исследованиях по испытанию строительных конструкций заслуживают особого внимания труды советских ученых – Н.С. Стрелецкого, Е.О. Патона, Ю.А. Нилендера, Н.Н. Аистова, А.А. Гвоз-дева, К.И. Безухова, И.А. Корчинского, К.С. Завриева, Б.В. Якубовского, В.И. Красикова, Н.Н. Максимова, А.М. Максимова и др.

Непрерывно растущий объем капитального строительства, повышение его общего технического уровня тесно связаны с разработкой, исследованием и внедрением в практику строительства новых материалов и конструкций. Этими работами в СССР были заняты ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, НИИЖБ, НИИСК Госстроя СССР, ВНИИЖелезобетон, ЦНИИЭПжилища, КиевЗНИИЭП, кафедры высших учебных заведений.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИСПЫТАНИЯ

Основная цель испытаний – выявление напряженно-деформированного состояния элементов конструкций или сооружений под нагрузкой, определение возможности их нормальной эксплуатации, проверка качества строительных материалов или работ.

Испытания могут быть разделены не следующие виды:

1. Научно-исследовательские испытания, проводимые с целью экспериментального обоснования теоретических разработок в области расчета конструкций;

2. Опытные испытания, организуемые для обоснования и проверки работы новых конструкций, разработанных проектными институтами;

3. Производственные испытания, осуществляемые с целью контроля несущей способности и деформативности серийно выпускаемых конструкций заводского производства;

4. Эксплуатационные испытания конструкций готовых зданий и сооружений, требующих реконструкции или в случае увеличения действующих нагрузок;

5. Приемочные испытания крупных и особо ответственных сооружений перед сдачей их в эксплуатацию.

Перечисленные испытания включают в себя три основных этапа: обследование конструкций, поверочный перерасчет и испытание конструкций нагрузкой. Обследование позволяет установить общее состояние конструкций и обнаружить отдельные дефекты. Поверочный перерасчет выполняется с учетом обнаруженных дефектов. Окончательная оценка поведения конструкций под нагрузкой устанавливается после проведения их испытаний.

3. ОБСЛЕДОВАНИЕ

Обследование строительных конструкций и сооружений складывается из следующих операций: предварительный осмотр конструкций, изучение технической документации, осмотр объекта в натуре, проверка генеральных размеров конструкций и контроль сечений элементов, выявление и регистрация осадок; проверка качества материала конструкции.

3.1. Предварительный осмотр конструкций

Предварительный осмотр конструкций проводится, как правило, до выбора элемента для испытания и служит для получения первого представления об объекте, об условиях постановки испытаний, оценки объема работ и примерных затрат средств.

3.2. Изучение документации

При обследовании зданий и сооружений, предназначенных к сдаче в эксплуатацию необходимо ознакомиться с проектной и строительно-монтажной документацией. При изучении проектной документации следует обратить особое внимание на следующие документы: технический проект сооружения, геологические данные – результаты испытания грунтов и анализ грунтовых вод; рабочие чертежи с нанесенными на них изменениями; акт на геодезическую разбивку основных осей сооружения. Из строительно-монтажной документации необходимо изучить: журналы производства работ; результаты испытания строительных материалов; акты скрытых работ; акты регистрации осадок зданий и сооружений к моменту сдачи в эксплуатацию.

При обследовании объектов, находящихся в эксплуатации, дополнительно изучается: акты передача в эксплуатацию; паспорт сооружения; журнал эксплуатации, документы о производственных ремонтах; чертежи по усилению конструкций; проект реконструкции сооружения.

3.3. Осмотр объекта

Осмотр объекта начинается с установления соответствия между предъявленной документацией и сооружением в натуре. Выявленные расхождения фиксируются, оцениваются, и устанавливаются их причины. Далее производится детальный осмотр элементов сооружения, начиная с наиболее ответственных: осматриваются опорные части, заделки, соединения и стыки; в узлах и других местах несущих конструкций проверяется правильность центрирований элементов; осматриваются связи, настилы и другие элементы, обеспечивающие пространственную работу сооружений, обследуются расположение и устройство осадочных и температурных швов; отмечается наличие осадок, деформирования и взаимных смещений элементов; устанавливается наличие в конструктивных элементах ослабление и надрезов, сколов, коррозии, гниения и других повреждений материалов, ухудшающих работу конструкций. Особое внимание следует обращать на дефекты, возникающие вследствие нарушения правил эксплуатации сооружения, а также на ошибки, допущенные при его возведении.

К дефектам металлических конструкций относятся: внешние дефекты сварных швов – несоответствие формы и размеров швов проектным, поры и трещины, остаточные деформации и коробления; внутренние дефекты сварных швов – непровары, внутренние трещины, поры и шлаковые включения, наплавленный металл; химическая и электрохимическая коррозия металла; отличие фактических размеров элементов конструкций от проектных из-за замены отсутствующих профилей другими. Для обнаружения скрытых дефектов сварного шва его простукивают молотком; доброкачественный шов издает тот же звук, что и основной металл, глухой звук указывает на наличие дефекта. Для определения степени повреждения коррозией металл очищают от коррозионного слоя и микрометром измеряют фактическую толщину элемента.

К дефектам бетонных и железобетонных конструкций относятся: изъяны – мелкие поверхностные раковины и неровности глубиной 2-3 см и площадью 0,5 м2 без оголения арматуры; пустоты и раковины – поверхностные, глубинные и сквозные, возникающие в теле бетона при его непрохождении между арматурными стержнями в густо-армированных участках, приводящие к полному оголению арматуры; швы и прослойки – в результате попадания в массу бетона строительного мусора и т.п.; трещины, вызываемые как усадкой бетона, так и перенапряжением конструкций или осадкой опор; коррозия бетона и арматуры.

К дефектам деревянных конструкций относятся: естественные пороки древесины (сучки, косослой, трещины и др.); гниение древесины под действием разрушающих грибков; повреждение древесины дереворазрушающими насекомыми; сквозные и несквозные трещины, совпадающие с направлением плоскости скалывания в сопряжениях конструкций (лобовая врубка, стыки на нагелях, гвоздях и т.п.); глухая заделка опорных узлов конструкций в кирпичных стенах, в результате чего происходит интенсивное увлажнение древесины; выпадение конденсата на металлических деталях узловых соединений, что приводит к коррозии металла и увлажнению древесины в местах контакта.

К дефектам каменных и армокаменных конструкций относятся: низкое качество кладки; продольные и поперечные трещины; расслоения и пластические деформации; отсутствие распределительных железобетонных подушек в местах приложения сосредоточенных нагрузок; неудовлетворительное сопряжение со смежными конструкциями; наличие скрытых дефектов; коррозионных и грибковых поражений; появление сырости; чрезмерная просадка опор несущих конструкций, вследствие перенапряжений отдельных зон кирпичной кладки.

3.4. Проверка генеральных размеров конструкций
и контроль сечений элементов


При обследовании необходимо проверить главнейшие размеры конструктивной схемы: длины пролетов, шаг конструкций, высоты колонн и другие геометрические параметры, от соблюдения которых зависит напряженно-деформируемое состояние элементов конструкций в процессе их эксплуатации.

В сооружениях простого очертания и незначительных по размерам контрольные измерения выполняются с помощью стальных рулеток, отвесов, нивелиров и т.п.

При обследовании крупных сооружений и объектов со сложной конфигурацией применяют специальные инструменты для ускорения процесса съемки и обеспечения ее точности, такие как гидравлические нивелиры, светодальномеры, инструменты вертикального визирования. Проведение замеров с применением указанных инструментов осуществляется квалифицированными геодезическими группами.

Замеры сечений и проверка очертаний элементов конструкций выполняется средним техническим персоналом. Для ускорения и облегчения измерений используются шаблоны с автоматической фиксацией отклонений от заданных размеров, чем в значительной степени уменьшается возможность ошибок при проведении контроля.

3.5. Выявление и регистрация осадок

Большая часть зданий и сооружений не могут следовать во всех точках за деформациями грунтов основания и искривляются. Это приводит к возникновению дополнительных усилий в несущих конструкциях сооружения, которые не учитываются при проектировании, вследствие чего в них появляются трещины. Осадочные трещины являются надежным признаком, позволяющим судить о наличии неравномерных осадок. В качестве примера на рис. 3.1 показаны трещины в стенах кирпичного здания при осадках середины фасада (рис 3.1, в) и при осадках краев здания (рис. 3.1, а).

При установлении наличия осадок необходимо выявить их причины и решать вопрос о требуемых профилактических мерах по усилению фундаментов и т.п.

Сведения об осадках и взаимных смещениях отдельных частей сооружений должны быть получены от геодезической службы перед освидетельствованием. Эти данные проверяются на месте выборочными контрольными измерениями. В случае отсутствия указанной документации, а также выявления осадок и смещений должна быть организована геодезическая съемка.

Наблюдения за осадками ответственных сооружений должна вестись с самого начала строительства. Репера для нивелировки располагаются в местах, обеспечивающих неизменность их отметки. На самом объекте устанавливаются геодезические знаки (марки), меняющие свое положение по высоте вместе с перемещением сооружения (рис. 3.2).

  1   2   3   4   5   6   7

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconКурс лекций По дисциплине "Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений" Часть I «Обследование и испытание сооружений»
При расчете строительных конструкций по предельным состояниям исходят из того, что за время нормальной эксплуатации сооружения ни...

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconОбследование и испытание зданий и сооружений Общая трудоемкость дисциплины
Развивающая цель: развитие у обучающихся стремления к саморазвитию, к повышению кругозора по вопросам обследований строительных конструкций...

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconПрограмма-минимум кандидатского экзамена по специальности
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: строительная механика, металлические конструкции, конструкции из дерева...

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconПрограмма-минимум кандидатского экзамена по специальности
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: строительная механика, металлические конструкции, конструкции из дерева...

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconПрограмма кандидатского экзамена по специальности 05. 23. 01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» по техническим наукам
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: строительная механика, металлические конструкции, конструкции из дерева...

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconПрограмма-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 23. 01 «Строительные конструкции, здания и сооружения» по техническим наукам
В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: строительная механика, металлические конструкции, конструкции из дерева...

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconРасписание занятий учебной группы: 143б
С 10 нед лек. Обследование и испытание зданий и сооружений доц. Колодежнов с. Н. а. 1018

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconУчебников и учебных пособий, изданных сотрудниками кафедры в 2005 – 2009 г г
Лабораторный практикум по дисциплине «Обследование, испытание зданий и сооружений»

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconЛужина О. В. М.: Стройиздат, 1987, с. 161. Долидзе д. Е. Испытание конструкций и сооружений
Обследование и испытание сооружений. Под ред. Лужина О. В. М.: Стройиздат, 1987, с. 161. Долидзе д. Е. Испытание конструкций и сооружений....

В. А. Цепаев Обследование и испытание зданий и сооружений iconРабочая программа дисциплины «Испытание конструкций, зданий и сооружений»
Основными задачами изучения дисциплины «Испытание конструкций, зданий и сооружений» являются систематизация и углубление приобретенных...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница