Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений

Рекомендованы к изданию решением секция крупнопанельных н каменных конструкций при Научно-техническом совете ЦНИИСК им. Кучеренко и Госстроя СССР.

Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и  сооружений / ЦНИИСК им. Кучеренко. — М.: Стройиздат, 1984. — 36 с.

Приведена методика обследования состояния каменных конструкций зданий и сооружений оценки их действительной несущей  способности, а также примеры наиболее часто встречающихся повреждений каменных конструкции с указанием основных причин их возникновения.

Содержат данные по выбору способов усилений каменных  конструкций, их проектированию и применению.

Для инженерно-технических работников строительных, проектных и эксплуатационных организаций.

Табл. 4. илл. 19.

© Стройиздат, 1984

Введение

При строительстве и эксплуатации каменных здании и сооружений часто наблюдаются повреждения конструкций, снижающие прочность, устойчивость, долговечность и эксплуатационную надежность как  всего сооружения в целом, так и отдельных его частей. Указанные  повреждения являются следствием различных дефектов и нарушений, допущенных при инженерно-геологических изысканиях на площадке строительства, проектировании сооружения, изготовлении строительных материалов и деталей, строительно-монтажных работах, а также в экстремальных ситуациях (при пожаре, взрыве), возникающих в  процессе эксплуатации вооружении.

Для обеспечения достаточной прочности, устойчивости зданий и возможности их эксплуатации необходимо усилить поврежденные  конструкции. Аналогичные задачи возникают также при надстройке или реконструкции существующих зданий, когда это связано с  необходимостью увеличения нагрузок на существующие конструкции, а также при реставрационно-восстановительных работах. Как показала  практика, своевременное и правильное усиление конструкций позволяет резко уменьшить затраты, продлить срок службы зданий и сооружений или предотвратить аварии и обрушения.

Для правильного решения вопроса о необходимости и способах усиления конструкций поврежденных зданий необходимо тщательно их обследовать, определить фактическую прочность материалов, а  также выявить причины, вызвавшие повреждения. В ряде случаев  достаточно устранить причину, вызвавшую возникновение дефекта  (перегрузку, местное увлажнение и т. д.), чтобы не допустить его развития и не прибегать к усилению конструкций.

Следует отметить, что способы усиления и восстановления  поврежденных конструкций зданий и сооружений, в значительной степени могут отличаться как по технико-экономическим показателям, так и по  удобству выполнения, вследствие чего правильный их выбор в каждом конкретном случае является чрезвычайно важным.

Известны случаи, когда поспешное и неправильное усиление  конструкций проводило к излишним неоправданным затратам, увеличивало срок выполнения работ, а иногда вызывало нежелательные  результаты.

Для правильного выбора способа усиления и восстановления  конструкций зданий и сооружений необходимо установить причины,  вызвавшие повреждения. Для этого необходимо произвести натурное  визуальное или инструментальное обследование, тщательно уточнить  действующие нагрузки и    определить фактическую прочность материалов конструкций (кладки, бетона, арматуры и т. п.). С учетом полученных при обследовании данных выполняется проверочный расчет фактической несущей способности конструкций, в котором учитывается влияние имеющихся повреждений. По результатам расчета определяются степень повреждения конструкций и необходимость временного крепления иди постоянного их усиления. Цель настоящих Рекомендаций —  ознакомить широкий круг специалистов с различными конструктивными в технологическими способами усиления и восстановления каменных  конструкций, а также уточнения рациональной области их применения.

Рекомендации разработаны ЦНИИСК нм. Кучеренко Госстроя СССР (кандидаты техи. наук В. А. Камейко, А. А. Емельянов, д-р техн. наук Л. А. Шишкин, ннж. М. Ф. Цитрон — разд. 1—3,6; кавд. техн. наук В. А. Камейко — разд. 4; канд. техн.. наук А. А.  Емельянов — разд. 5; в разработке разд. 2 принимала участие ннж. В. П. Beронина).

Замечания и предложения просим направлять по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская, 6, ЦНИИСК, лаборатории прочности  крупнопанельных и каменных конструкций.

1. МЕТОДИКА ОБСЛЕДОВАНИЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИИ И СООРУЖЕНИЙ

Обследование конструкций

1.1. Обследование поврежденных или реконструируемых зданий и конструкций проводится с целью определения их общего состояния — прочности и надежности, а также для выявления причин, вызвавших повреждения.

1.2. Обследование. проводится по следующим этапам: визуальное обследование; инструментальное обследование; отбор и испытание  образцов материалов.

1.3. Визуальное обследование проводится для выявления видимых повреждении или дефектов и деформаций, определения характера и степени повреждений частей зданий и отдельных конструкций: наличие трещин, мест раздробления и расслоения кладки, разрыв связей,  повреждения кладки под опорами балок, прогонов, перемычек,  искривлений, выпучиваний, отклонений от вертикали, нарушений мест  сопряжений между отдельными элементами, поверхностных повреждений кирпича и раствора, изменение цвета п фактуры облицовочного слоя и т. п.

1.4. При визуальном обследовании используют простейшие  инструменты и приборы — отвесы, ватерпасы, полевые бинокли, зрительные трубы и т. п.

1.5. При визуальном обследовании следует выполнять  картирование трещин, эскизные зарисовки конструкций и фотографирование. Картирование дефектов выполняется на схемах-развертках стен и  перекрытий, выполненных в масштабе 1:50—1:100, с привязкой их к принятой системе координат.

1.6. По результатам визуального обследования делаются  предварительные выводы о состоянии конструкций, причинах их деформаций и повреждений. В случае необходимости назначаются мероприятия по временному креплению, а также программа и объем работ  инструментального обследования.

1.7. Инструментальное обследование проводится с целью: измерения общих деформаций н перемещений зданий и сооружений или их частей, осадки фундаментов, наклона стен, столбов и т. п.; измерения величины раскрытия трещин в конструкциях; измерения прогибов перекрытий, перемычек н т. п.; определения влажности материала ограждающих конструкций, грунта и т. п.; определения фактической прочности каменной кладки и ее  материалов (камня, кирпича и раствора); выявления арматуры в горизонтальных швах кладки и расстояния между сетками.

1.8. Инструментальное обследование конструкций выполняется  однократно, когда есть уверенность, что деформации, вызвавшие  повреждения конструкций, к моменту проведения обследования закончились. В противном случае измерения осадок фундаментов, наклона стен, величины раскрытия трещин, прогиба перекрытий повторяются.  Периодичность измерений и общий срок наблюдений назначаются в каждом конкретном случае специальной программой.

1.9. Измерение общих горизонтальных и вертикальных деформаций зданий и сооружений заключается в проверке положения отдельных точек сооружения, обозначенных закрепленными марками, по  отношению к неподвижным знакам-реперам, а также в определении их  взаимных перемещений.

1.10. Величина горизонтальных перемещений конструкций, их отклонения от проектного положения, а также степень выпучивания кладки определяются обычными или прецизионными теодолитами  методом сноса вертикальных створов относительно створных линий,  закрепленных на месте неподвижными знаками, а также с помощью  проволочных отвесов.

1.11.Вертикальные перемещения — осадки фундаментов, прогибы балок перекрытий н т. п. измеряются оптическими нивелирами. В  местах, неудобных для оптического нивелирования, рекомендуется  использовать гидростатические нивелиры, работающие по принципу  сообщающихся сосудов. Для измерения вертикальных перемещений  фундаментов и стен, по длине здания должны заделываться специальные марки обрезки (стальных уголков, костили и т. п.), Марки должны быть прочно закреплены в стены и защищены от механических  повреждений в течение всего периода измерений.

1.12. Прогибы перемычек, балок и плит перекрытий рекомендуется определять нивелиром, снабженным оптической насадкой и специальной рейкой с подсвечивающейся шкалой, гидравлическим или  механическим прогибомером.

1.13. Развитие трещин во времени контролируется гипсовыми и пластинчатыми (стеклянными, металлическими) маяками, а также  оптическими трещиномерамн или переносными индикаторами часового типа. Гипсовые и пластинчатые маяки следует устанавливать на  поверхности кладки, очищенные от краски и штукатурки.

1.14. Маяки должны периодически осматриваться. Результаты  осмотра заносятся в специальный журнал с указанием даты осмотра и состояния (сохранности). Перед осмотром маяков необходимо  убедиться в их надежном сцеплении с кладкой по обе стороны, трещины.

1.15. Определение влажности материала проводится на образцах- пробах, отобранных при зондировании стен с помощью шлямбура. Пробы должны отбираться не менее чем через каждую четверть  толщины однослойной стены. Влажность определяется в соответствии с ГОСТ 7025—78.

1.16. Прочность кирлнча и раствора определяется путем испытания образцов, изготовленных из целых кирпичей и плиток раствора,  отобранных непосредственно из кладки. Допускается определять прочность кирпича при сжатии на образцах-цилиндрах диаметром и высотой около 50 мм, высверливаемых из кирпича кладки с помощью электродрели со специальной коронкой.

1.17. Марка глиняного обыкновенного, пустотелого и силикатного кирпича определяется по результатам испытаний пяти образцов-двоек при сжатии и пяти образцов при изгибе (всего 10 образцов). Марка сплошных бетонных и природных камней из различных горных пород определяется испытанием при сжатии не менее пяти  образцов. Подготовка образцов к испытаниям и сами испытания  должны выполняться с учетом требований ГОСТ 8462—75.

1.18. Наличие и количество арматуры в кладке следует определять приборами ИЗС (измеритель защитного слоя), применяемыми при обследовании железобетонных конструкций.

1.19. Марка бетона крупных бетонных блоков и фактическая прочность арматуры определяются в соответствии с рекомендациями  инструктивных документов по обследованию железобетонных конструкций.

1.20. Прочность раствора кладки определяется испытанием кубов с ребрами 3—4 см, изготовленных в соответствии с требованиями  «Инструкции по приготовлению и применению строительных растворов» (СН 290-74) из двух пластинок раствора, отобранных из  горизонтальных швов кладки и склеенных гипсовым тестом. Марка раствора  определяется как средний результат испытаний пяти кубов, умноженный на коэффициент 0,7. Оценка несущей способности и степени повреждения каменных конструкций

1.21. Несущая способность поврежденных армированных и неармированных каменных конструкций определяется методом разрушающих нагрузок на основании данных, полученных при обследовании, и  фактических значений прочности (марок) кирпича, камней, раствора и предела текучести арматуры. При этом учитывают факторы,  снижающие их несущую способность: трещины; разрушение поверхностных слоев кладки в результате размораживания, пожара или механических повреждений (выбоины и т. п.); наличие эксцентриситетов, вызванных отклонением стен и столбов от вертикали нлн прн их выпучивании из плоскости; нарушение конструктивной связи между стенами вследствие образования вертикальных трещин в местах их пересечения или   вследствие разрыва поперечных связей между стенами, колоннами и перекрытиями каркаса; повреждение опор балок, перемычек, смещение  элементов покрытий и перекрытий на опорах.