РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ. 
ПРЕДИСЛОВИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ. ПРЕДИСЛОВИЕ
Рекомендации по оценке надёжности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам

      Стройка - Главная Написать нам
 
 
ПК Инфоплюс-смета Сварка - документы Бизнес-планы Исследования Тендеры  
 

 

 

 

 

 

 

Случайно выбранные документы:
СП 108-34-97 - Сооружение подводных переходов

 

 

 

Сварка ->  Строительные конструкции ->  РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ -> 

 

 

 

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ НАДЁЖНОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

И СООРУЖЕНИЙ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ

 

Изложена методика - для быстрой оценки надежности стальных, железобетонных, каменных и деревянных конструкций на основе имеющихся в них повреждений и дефектов, а также оценка технического состояния зданий или сооружений по состоянию отдельных конструкций.

Дана методика по прогнозированию вероятности аварий зданий и сооружений по показателям проекта, строительства и эксплуатации.

Рекомендации предназначены для работников служб, занимающихся эксплуатацией зданий и сооружений, инженеров-проектировщиков, разрабатывающих новые проекты, проекты реконструкции или осуществляющих авторский надзор за строительством, а также могут быть использованы при обследовании зданий и сооружений.

 

Рекомендации разработаны в 2001 г.

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

При эксплуатации зданий и сооружений, а также при их обследовании широко применяются для оценки технического состояния конструкций визуальные обследования. В связи с этим возникает необходимость в установлении надежности обследуемых конструкций по внешним признакам повреждений.

Как показали наблюдения, в процессе эксплуатации конструкций происходит циклическое изменение их надежности, что связывается с изменчивостью величин нагрузок и изменением несущей способности вследствие различных повреждений.

При достижении конструкцией определенного уровня надежности в ней будут наблюдаться необратимые повреждения: трещины, потеря устойчивости сжатых элементов, пластические деформации, коррозионные повреждения и т.п. Повреждения критического характера в конструкциях могут привести к обрушению конструкции и аварии здания или сооружения.

Учет влияния повреждений на надежность конструкции зданий и сооружений обобщен в настоящих рекомендациях.

Для удобства оценки надежности составлены подробные таблицы для различных видов конструкций. Своевременная оценка технического состояния конструкций и сооружений позволит вовремя провести их ремонт и усиление и тем самым обеспечить их надежность при эксплуатации.

Не менее важным вопросом является экспертиза здания или сооружения на предрасположенность к аварии. Выявление таких объектов по предлагаемой в рекомендациях методике позволит эксперту или автору проекта критически подойти к оценке их надежности и принять в случае необходимости дополнительные мероприятия по контролю качества, что в итоге будет способствовать повышению надежности.

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Настоящие Рекомендации предназначены для приближенной оценки надежности эксплуатируемых отдельных строительных конструкций и надежности зданий и инженерных сооружений в целом. По результатам этих оценок устанавливается пригодность конструкций зданий и инженерных сооружений для эксплуатации, сроки ремонтов, а также необходимость применения более точных методов установления надежности конструкций.

1.2. Оценка надежности строительных конструкций при эксплуатации производится на основе имеющихся в них повреждений, устанавливаемых на основе визуальных обследований.

1.3. Оценка вероятностей аварий зданий и сооружений и их надежность осуществляется по методике экспертных оценок.

1.4. Под надежностью строительных конструкций понимается сохранение во времени, установленного нормами их качества: необходимой несущей способности, долговечности, деформативности.

 

2. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ИХ ПОВРЕЖДЕНИЯМ

 

2.1. Повреждения в конструкции разделяются в зависимости от причин их возникновения на две группы: от силовых воздействий и от воздействия внешней среды. Последняя группа повреждений снижает не только прочность конструкции, но и уменьшает ее долговечность. Основные виды повреждений стальных, железобетонных, каменных и деревянных конструкций приведены на рис. 1 ... 31 приложения 6.1.

2.2. В зависимости от имеющейся поврежденности и надежности, техническое состояние конструкций разделяется на 5 категорий: нормальное, удовлетворительное, не совсем удовлетворительное, неудовлетворительное, аварийное.

2.3. Влияние повреждений на надежность конструкций оценивается посредством уменьшения общего нормируемого коэффициента надежности (запаса) g0 = gm·gc·gf·gn конструкций в процессе эксплуатации, где gm - коэффициент надежности по материалу, gс - коэффициент условий работы, gf - коэффициент надежности по нагрузке, gn - коэффициент надежности по назначению.

Относительная надежность конструкции при эксплуатации у = g/g0 и поврежденность конструкции e = 1 - у, где g - фактический коэффициент надежности конструкции с учетом имеющихся повреждений. 

Значения у и e, а также приближенная стоимость С ремонта по восстановлению первоначального качества в процентах по отношению к первоначальной стоимости для различных категорий технического состояния конструкций приведены в табл. 1.

2.4. Оценка технического состояния стальных, железобетонных каменных и деревянных конструкций, на основе имеющихся в них повреждений, приведена в таблицах 2 - 5. При этом оценка надежности конструкций должна проводиться по максимальному повреждению на длине конструкции. Для оценки категории состояния конструкции необходимо наличие хотя бы одного признака, приведенного в графах 2, 3 таблиц.

2.5. Общая оценка поврежденности здания и сооружения производится по формуле

 

,                                                   (2.1)

 

где e1, e2, ... ei - максимальная величина повреждений отдельных видов конструкций, a1, a2, ... ai - коэффициенты значимости отдельных видов конструкций.

 

При оценке величин повреждений учитывают их максимальную величину, так как авария здания или сооружения обычно происходит из-за наличия критического дефекта в отдельно взятой конструкции.

Коэффициенты значимости конструкций устанавливаются на основании экспертных оценок, учитывающих социально-экономические последствия разрушения отдельных видов конструкций, характера разрушения (разрушение с предварительным оповещением посредством развития пластических деформаций или мгновенное хрупкое разрушение). При отсутствии данных коэффициенты значимости ai принимаются: для плит и панелей перекрытия и покрытия a = 2, для балок a = 4, для ферм a = 7, для колонн a = 8, для несущих стен и фундаментов a = 3, для прочих строительных конструкций a = 2.

 

 

 

 

 

Категория технического состояния

 

Таблица 1.

 

Категория технического состояния

Описание технического состояния

Относительная надежность y = g/g0

Поврежденность e =1 - y

Стоимость ремонта С, %

1

2

3

4

5

1

Нормальное исправное состояние. Отсутствуют видимые повреждения. Выполняются все требования действующих норм и проектной документации. Необходимости в ремонтных работах нет.

1

0

0

2

Удовлетворительное работоспособное состояние. Несущая способность конструкций обеспечена, требования норм по предельным состояниям II группы и долговечности могут быть нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется устройство антикоррозийного покрытия, устранение мелких повреждений.

0,95

0,05

0 - 11

3

Не совсем удовлетворительное, ограниченно работоспособное состояние. Существующие повреждения свидетельствуют о снижении несущей способности. Для продолжения нормальной эксплуатации требуется ремонт по устранению поврежденных конструкций.

0,85

0,15

12 - 36

4

Неудовлетворительное, (неработоспособное) состояние. Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности к эксплуатации конструкций. Требуется капитальный ремонт с усилением конструкций. До проведения усиления необходимо ограничение действующих нагрузок. Эксплуатация возможна только после ремонта и усиления.

0,75

0,25

37 - 90

5

Аварийное состояние. Существующие повреждения свидетельствуют о возможности обрушения конструкций. Требуется немедленная разгрузка конструкции и устройство временных креплений, стоек, подпорок, ограждений опасной зоны. Ремонт в основном проводится с заменой аварийных конструкций.

0,65

0,35

91 - 130

 

Относительная оценка надежности здания или сооружения производится по формуле

 

у = 1 - e.                                                               (2.2)

 

2.6. При проведении экспресс-обследований общая оценка технического состояния зданий и сооружений может быть произведена по таблицам 6 ... 16, в зависимости от имеющихся в них характерных повреждений.

2.7. Величину повреждения строительных конструкций через t лет ее эксплуатации определяют по формуле

 

,                                                             (2.3)

 

где  - постоянная износа, определяемая по данным обследования на основании изменения несущей способности в момент обследования; у - относительная надежность, определяемая по категории технического состояния конструкции в зависимости от повреждений по табл. 1; tj - срок эксплуатации в годах на момент обследования.

 

2.8. Срок эксплуатации конструкции до капитального ремонта в годах определяется по формуле

 

,                                                                (2.4)

 

где λ - постоянная износа, определяемая по п. 2.7.

 

2.9. Срок эксплуатации конструкции до аварийного состояния .

 

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ АВАРИЙ

 

3.1. Аварии зданий и сооружений возникают в основном из-за допущенных грубых ошибок и просчетов, допущенных при разработке проектов, строительстве и эксплуатации. В случае неблагоприятного прогноза назначаются дополнительные меры по проверке качества проектирования, строительства и эксплуатации с целью устранения обнаруженных дефектов.

3.2. Недостаточная надежность проекта может возникнуть вследствие:

а) несоответствия принятой расчетной модели действительной работе конструкций из-за отсутствия или неполноты норм на проектирование, неясности расчетных схем и фактических условий работы и эксплуатации объекта;

б) недостаточных данных о действующих нагрузках и воздействиях;

в) недостаточных сведениях о свойствах и изменчивости материалов, конструкций и оснований, а также масштабного фактора;

г) применения новых неапробированных типов конструкций;

д) недостаточной сопротивляемости сооружения случайным воздействиям и повреждениям;

е) допущенных ошибок из-за отсутствия достаточного опыта проектировщиков, сложности расчета и конструирования, недостатка времени на проектирование.

3.3. Некачественное строительство объектов может возникнуть вследствие:

а) применения дефектных материалов;

б) использования необычных или неапробированных методов возведения;

в) плохого контроля за качеством строительства, неудовлетворительным взаимодействием проектировщиков и строителей;

г) низкой квалификации производственного персонала, частая смена производственного персонала;

д) неудовлетворительной обстановки на стройке: недостаток времени, средств, плохие взаимоотношения персонала.

3.4. Некачественная эксплуатация может возникнуть вследствие:

а) завышений проектных нагрузок;

б) отступлений от правил эксплуатации;

в) использования объекта не по назначению;

г) отсутствия контроля за состоянием здания или сооружения;

д) эксплуатации здания или сооружения с неустраненными дефектами;

е) снижения прочности конструкций во времени вследствие накопления повреждений: коррозии, выветривания, изменения грунтовых условий, усталости материала и т.п.

3.5. Определение вероятности аварии производят на основании анализа условий, влияющих на надежность сооружений, используя экспертные оценки, что не исключает применение расчетных данных или данных натурных обследований.

Опросная анкета, на которую анонимно отвечают эксперты, содержит ряд оценочных условий, каждое из которых имеет свой удельный вес, с общей суммой всех условий равной 1 (см. табл. 17).

3.6. Каждое условие оценивается по бальной шкале и имеет 5 вариантов ответа: 1 (неприемлемо), 2 (неудовлетворительно), 3 (удовлетворительно), 4 (хорошо), 5 (отлично).

Условную надежность здания или сооружения b определяют по формуле , где Рi - удельная оценка надежности, получаемая умножением удельного веса условия на оценку в баллах.

3.7. Полученные значения b для сооружения сравнивают со шкалой оценок надежности (см. табл. 18).

3.8. В таблице 17 приведены типовые условия анализа надежности сооружения, находящегося в эксплуатации. При необходимости может быть проведен анализ только надежности проекта, а число условий может быть дополнено или изменено.

3.9. Для более достоверных оценок надежности зданий и сооружений против аварии их оценку осуществляют несколькими независимыми экспертами.

 

4. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ ПОСЛЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ

 

4.1. Оценка технического состояния зданий и сооружений производится согласно пп. 2.4 и 2.5 на основе имеющихся повреждений отдельных конструкций. При этом оценка надежности конструкций должна проводиться по максимальному повреждению.

4.2. При проведении экспресс-обследований общая оценка технического состояния зданий и сооружений производится по таблицам 19, 20.

 

5. ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ ПОСЛЕ ПОЖАРА ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ

 

Оценка технического состояния зданий и сооружений производится согласно пп. 2.4 и 2.5 на основе характерных повреждений при пожарах, приведенных в таблицах 22, 23.

 

6. ПРИЛОЖЕНИЯ

 

6.1. ХАРАКТЕРНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

 

Рис. 1. Повреждения стальных конструкций

а - общая потеря устойчивости балки; б - то же стойки; в - то же резервуара; г - местная потеря устойчивости сжатого пояса балки; д - то же днища резервуара (хлопун); е - механическое повреждение элемента (погнутость) в его плоскости; ж - то же элементов; з - отклонение фермы от вертикали

 

 

Рис. 2. Повреждения стальных конструкций

Коррозия элементов: а - общая; б - местная; в - язвенная; г - щелевая; д - трещины в фасонке по металлу и сварному шву; е - трещины в резервуаре по краю отверстия; 1 - трещина; 2 - квадратное отверстие

 

 

Рис. 3. Дефекты сварных соединений

а - неравномерное сечение шва, кратеры; б - прожоги; в - резкий переход металла шва к основному металлу; г - неполномерность шва; д - наплывы; е - подрезы основного металла; ж - трещины; з - непровары; и - шлаковые включения

 

 

Рис. 4. Места зарождения усталостных трещин в стальных конструкциях

а - в соединениях прикрепления ребер жесткости балок к сплошной стене; б - в стыковых соединениях; в, г - в нахлесточных соединениях; д - в верху подкрановых балок; Т1 - трещина по сварному шву; Т2, Т3 - по металлу

 

 

Рис. 5. Трещины при разрушении изгибаемых железобетонных элементов

а - от действия изгибающего момента на различных стадиях работы; б - от поперечной силы; в - в короткой консоле

 

 

Рис. 6. Трещины при разрушении железобетонных элементов

а - центрально-растянутого; б, в - центрально-сжатого; г, д - внецентренно-сжатого; 1 - участок раздробления бетона

 

 

Рис. 7. Трещины в железобетонных балках

а - без предварительного напряжения; б - предварительно напряженных; 1 - наклонные трещины; 2 - наклонные трещины, переходящие в горизонтальные; 3 - вертикальные трещины; 4 - горизонтальные трещины; 5 - трещины в месте сопряжения стенки и верхнего пояса; 6 - система прерывистых трещин в опорной зоне балки; 7 - откол угла защитного слоя бетона при проскальзовании высокопрочной проволоки

 

 

Рис. 8. Трещины при разрушении плит

а - балочной (вид снизу); б - опертой по контуру (вид снизу); в - сборной панели перекрытия; 1 - наклонные трещины до нижней грани ребра; 2 - вертикальные трещины; 3 - откол бетона опоры

 

 

Рис. 9. Трещины в железобетонных фермах

а - в сжатом поясе и узле; б - в растянутом раскосе; в - в опорном узле; г - в растянутом поясе и узле; 1 - серия наклонных трещин; 2 - лещадка; 3 - трещина в месте сопряжения раскоса и пояса; 4, 5 - трещины в поясе фермы; 6 - серия вертикальных трещин; 7 - горизонтальная трещина; 8 - наклонная трещина, доходящая до нижней грани пояса; 9 - откол лещадок; 10 - вертикальные трещины; 11 - горизонтальные трещины

 

 

Рис. 10. Технологические трещины в железобетонной балке покрытия

1, 2 - от расслоения и зависания бетонной массы при бетонировании и расширении металлических паровых рубашек; 3 - усадочные; 4 - от расслоения при бетонировании и от усадки

 

 

Рис. 11. Расположение усадочных трещин на монолитной железобетонной стене резервуара

1, 2 - трещины от усадки; 3 - рабочий шов бетонирования

 

 

Рис. 12. Характерные дефекты железобетонных подкрановых балок

1 - непроектное крепление балки к колонне, повреждение крепления; 2 - обрыв элемента крепления балки к надкрановой части колонны; 3 - разрушение бетона полки в опорной зоне; 4 - косые трещины у опоры; 5 - силовые вертикальные трещины в свесах полок; 6 - оголение арматуры от ее коррозии; 7 - местное разрушение свесов полок; 8 - разрушение свесов полок в местах установки упоров; 9 - горизонтальные трещины; 10 - разрушение бетона в опорной зоне; 11 - нарушение анкеровки закладной детали

 

 

Рис. 13. Повреждения фундаментов

а - под железобетонные колонны; б - под стальные колонны; в - ленточных фундаментов; 1 - трещина в стаканной части от недостатка арматуры; 2 - трещина от изгиба нижней ступени; 3 - коррозия бетона и арматуры; 4 - скол граней; 5 - отслоение защитного слоя; 6 - трещина вдоль анкерного болта; 7 - разрушение бетона от размораживания; 8 - разрушение кладки; 9 - расслоение кладки

 

 

Рис. 14. Трещины от нагрузки в железобетонных оболочках

а - куполов; б - двоякой кривизны; в - цилиндрических; 1 - кольцевая трещина с внутренней стороны; 2 - меридианальные трещины; 3 - трещины при местном разрушении; 4 - трещины от изгиба; 5, 6 - продольные трещины с внутренней и наружной поверхности

 

 

Рис. 15. Характер развития трещин от нагрузки в сжатой кирпичной кладке

а - малоразвитые трещины; б - развитие трещин по высоте и увеличение их ширины; в - трещины при разрушении

 

 

Рис. 16. Повреждения каменных конструкций

а - трещины в стене от усадки монолитной перемычки; б - трещины в кирпичной колонне при нагрузке ее угла; в - трещины и скол в кирпичной пилястре; г - деформация и трещины стены подвала от давления грунта; д - трещины в карнизе от распора при температурных деформациях или распора стропил без затяжек; 1 - трещины; 2 - перемычка; 3 - стена; 4 - колонна; 5 - скол кирпичной кладки

 

 

Рис. 17. Характерные трещины в стенах зданий от осадки основания

1 - слабый грунт; 2 - котлован; 3 - жесткое включение значительных размеров; 4 - новое сооружение; 5 - старое сооружение; 6 - шов примыкания

 

 

Рис. 18. Трещины в растянутом стыке деревянной конструкции

 

 

Рис. 19. Повреждения деревянных наслонных стропил

 

 

Рис. 20. Повреждения деревянных стропил

 

 

Рис. 21. Характерные повреждения конструкций жилых и общественных зданий

1 - расслоение кладки цоколя; 2 - повреждение опор деревянных балок; 3 - расслоение кладки карниза; 4 - протечки и разрушение кровли; 5 - коррозия или образование трещин в железобетонных балках перекрытия; 6 - трещины в кладке в месте опор ригелей; 7 - коррозия и трещины в железобетонных плитах перекрытий; 8 - гниль маурлата и стропил; 9 - трещины в перегородках и поперечных стенах; 10 - трещины и протечки в стене подвала

 

 

Рис. 22. Характерные повреждения конструкций одноэтажных промзданий

1 - расслоение кладки цоколя; 2 - повреждение крепления стены к колонне; 3 - трещины и расслоение кладки карниза; 4 - разрушение железобетонных плит; 5 - коррозия нижнего пояса пролетного строения; 6 - трещины в опорном узле; 7 - разрушение подкрановых балок; 8 - разрушение креплений подкрановых балок к колоннам; 9 - коррозия арматуры железобетонных колонн, механические повреждения; 10 - разрушение перемычек над окнами

 

 

Рис. 23. Характерные повреждения конструкций многоэтажных промзданий

1 - расслоение кладки цоколя; 2 - трещины и расслоение кладки карниза; 3 - разрушение железобетонных плит покрытия; 4 - расстройство стыка ригеля; 5 - расстройство стыка балок перекрытия; 6 - коррозия арматуры железобетонных колонн, механические повреждения; 7 - разрушение плит перекрытия; 8 - разрушение перемычек над окнами

 

 

Рис. 24. Повреждения стальных цилиндрических резервуаров

а - разрез; б - план днища; 1 - окрайка днища; 2 - упорный уголок; 3 - вмятина; 4 - отрыв кровли от стен; 5 - местная потеря устойчивости; 6 - трещина по сварному шву, выходящая на основной металл; 7 - трещина по основному металлу; 8 - трещина по сварному шву; 9 - местная коррозия; 10 - хлопун (выпучина); 11 - местная просадка основания; 12 - зазор между краем днища и основанием; 13 - гофры; 14 - сквозные коррозионные отверстия

 

 

Рис. 25. Повреждения стен железобетонных цилиндрических силосов

а - наружная поверхность; б - внутренняя поверхность; 1 - бреши; 2 - вертикальные трещины шириной 0, 1 ... 3 мм; 3 - смятие бетона в горизонтальных швах бетонирования; 4 - горизонтальная трещина; 5 - выпучивание домкратных стержней; 6 - горизонтальные и вертикальные трещины от перегрузки в области пластических шарниров; 7 - коррозионное разрушение бетона и арматуры; 8 - разрушение защитного слоя бетона от горячего сыпучего материала с провисанием кольцевой арматуры; 9 - истирающий износ защитного слоя бетона

 

 

Рис. 26. Трещины от нагрузки в железобетонных бункерах

а - прямоугольный бункер; б - цилиндрический бункер (резервуар) с коническим днищем; 1 - трещины перегрузки в призматической части; 2 - то же пирамидальной воронки; 3 - трещина от отрыва воронки; 4 - трещина от общего изгиба бункера; 5 - трещины от перегрузки при разрушении цилиндрической части; 6 - то же конической части

 

 

Рис. 27. Повреждения железобетонных прямоугольных резервуаров

1 - трещины от перегрузки гидравлическим давлением; 2 - разрушение бетона в уровне жидкости от размораживания; 3 - трещины от неравномерной осадки; 4 - отслоение защитного слоя и коррозия арматуры; 5 - трещины от усадки бетона; 6 - протечки в температурно-усадочном шве; 7 - разрушение стыков сборных панелей

 

 

Рис. 28. Повреждение кирпичных дымовых труб

1 - приподнятие колпака из-за коррозии футеровки; 2 - выпадение отдельных кирпичей; 3 - трещины и расчленение оголовка; 4 - искривление верхней части ствола из-за коррозии; 5 - коррозия и разрыв стяжных колец; 6 - вертикальные трещины; 7 - горизонтальные трещины; 8 - крен трубы из-за неравномерной осадки

 

 

Рис. 29. Повреждения кирпичных стен от сейсмических воздействий

а - одноэтажного здания; б - торцевой стены; в - перегородок; 1 - обрушение штукатурки; 2 - сквозные трещины

 

 

Рис. 30. Повреждение железобетонных ригелей каркасных зданий от сейсмических воздействий

а, б - балок; в - ригеля; 1 - сквозная трещина; 2 - скол бетона; 3 – арматура

 

 

Рис. 31. Разрушение железобетонных колонн от сейсмических воздействий

а - многоэтажных каркасных зданий; б - одноэтажных промзданий