Способы усиления металлических балок 4 страница

При эксплуатации зданий главная задача состоит в поддержании предусмотренных проектом и материализованных при строительстве эксплуатационных качеств на заданном уровне. Они должны полностью соответствовать назначению здания (например, в механических мастерских температура воздуха должна быть 12 °С, а в здании детского сада — 20— 22 °С), что обеспечивается определенными строительными конструкциями и инженерным оборудованием.

Таким образом, установлением значений параметров эксплуатационных качеств (ПЭК) и разработкой инструкции по технической эксплуатации завершается проектирование зданий, с помощью выработанных в проекте ПЭК контролируется их возведение; по соответствию фактических значений ПЭК проектным здания принимаются в эксплуатацию и путем поддержания ПЭК на заданном уровне осуществляется техническая их эксплуатация в течение установленного срока службы.

Если все работы в ходе эксплуатации ведутся на базе сравнения фактических значений ПЭК с нормативными или расчетными, то такая эксплуатация научно обоснована. К сожалению, зачастую еще осуществляется субъективный (только визуальный) контроль технического состояния сооружений и, исходя из этого, определяется время, место и объем работ по поддержанию зданий в исправном состоянии. Естественно, в таких случаях объемы работ принимаются с большим запасом, что исключает возможность ведения очередных работ на других объектах, так как имеющиеся силы и средства уже израсходованы.

Эффективность эксплуатации и ее экономичность зависят от многих факторов, в частности в значительной мере от профессиональной подготовки лиц, ее осуществляющих, от их умения построить эксплуатацию на научной основе.

С ростом городов, возведением многоэтажных и повышенной этажности зданий усложнилось их инженерное оборудование, возросли расходы на его содержание, изменилась вся структура эксплуатации жилищного фонда. Потребовалось объединить и обеспечить автоматизированное управление лифтами, освещением лестничных клеток, установить контроль за температурой воды в системах центрального отопления, горячего водоснабжения, за загазованностью подвалов, за входами в подвалы, на чердаки, другие необитаемые помещения и т. п.

Затем все управление эксплуатацией зданий свели в объединенные диспетчерские пункты (ОДП), вобъединенную диспетчерскую службу (ОДС) в масштабе микрорайона или комплексную диспетчерскую службу (КДС) микрорайона в зависимости от количества аппаратуры, установленной в этих пунктах. Уже внедрены типовые объекты диспетчеризации жилых массивов, позволяющие получать информацию о работе лифтов, температуре и давлении в системах горячего и холодного водоснабжения, отопления, пожаротушения, о напряжении на электрических вводах, об освещении подъездов, тревожные сигналы о вскрытии подвалов и других необитаемых помещений. В подъездах установлена также громкоговорящая связь с диспетчером для срочного вызова специалистов для устранения неисправностей, в том числе и на строительных конструкциях, например, о протечках кровли и др. На ОДС имеется и телефонная связь.

Во многих городах созданы жилищно-эксплуатационные тресты эксплуатационно-ремонтные управления, осуществляющие плановый ремонт зданий. В их состав входит диспетчерская служба с оперативными бригадами для устранения аварийных ситуаций. Однако большая часть существующей застройки — многие жилые, все служебные и производственные здания — эксплуатируются самостоятельными бригадами; это многомиллионная армия специалистов, обеспечивающая исправное техническое состояние зданий и сооружений.

3. Основные способы упрочнения грунтов оснований.

Укрепление грунтов в близи фундамента может потребоваться как при новом строительстве, так и при ремонте уже существующего фундамента здания. Усиление основания необходимо для повышения несущей способности опорной части дома, предотвращения равномерных и неравномерных деформаций, появления трещин.

Своевременные мероприятия по усилению грунта позволят продлить срок службы фундаментов, предотвратить или отсрочить появление различных повреждений (трещины, сколы). Методов проведения работ существует большое количество. Выбор между ними зависит от масштаба проблемы и типа грунта на участке. К основным способам можно отнести:

механический;

электрохимический;

инъектирование;

термический;

электроосмос.

Механическое усиление основания

Такой вариант подойдет для стабилизации грунта при новом строительстве. Использовать его для ремонта затруднительно без разборки фундаментов. Для предотвращения подвижек и деформаций можно применять один из следующих способов механических воздействий на почву:

Частичная замена грунта и устройство песчаных подушек. Чтобы усилить очень слабые грунты таким методом, потребуется вложить много усилий. Но для не достаточно прочных оснований вариант поможет предотвратить деформации и ослабить воздействие морозного пучения.

Трамбовка и уплотнение. Мероприятия проводятся с помощью катков или виброинструментов. Также возможно укрепить грунт плитами, сбрасываемыми с большой высоты.

Грунтоцементные сваи (цементация путем смешения цементного раствора с грунтом буросмесительным способом). Этот способ активно используется при строительстве подземных сооружений, защите склонов от обрушения. Суть заключается в том, что одновременно с работой бура в грунт подается закрепляющий раствор, который перемешивается с почвой и застывает. Вариант подойдет для слабых торфяных грунтов. Вместо грунтоцементных свай иногда используют железобетонные буронабивные. Шаг элементов назначается небольшим, они устанавливаются практически вплотную друг к другу.

Электрохимический способ для глинистых и илистых почв, пылеватых песков

В этом случае в почву через трубы подаются специальные химические вещества. Одновременно выполняются три действия:

прохождение электрического тока через грунт;

подача в грунт растворов солей через электрод со знаком «+» (анод);

откачка грунтовой воды через электрод со знаком «—» (анод).

При прохождении электрического тока область закрепления грунта насыщается различными солями. Почва при этом уплотняется. Среди всех способов закрепления основания под строящимися или существующими фундаментами электрохимический можно назвать одним из самых дешевых. Но увеличение стоимости электроэнергии приводит к повышению затрат на строительные работы.

Инъектирование сыпучих грунтов и болотистых почв

Метод актуален при необходимости укрепления песков и крупнообломочных пород. Суть заключается в введении в основание специального вяжущего вещества, которое надежно скрепляет сыпучий или слабый материал в единое целое. Перед выполнением работ стоит ознакомится с пособием к СНиП 3.02.01-83 по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве.

К преимуществам использования инъекционных установок можно отнести: малые габариты техники, сокращение буровых работ, возможность применения для труднодоступных мест и стесненных участков и высокую производительность. В зависимости от используемого раствора рекомендуемая область применения отличается:

Цементация и битумизация инъекторами подойдут для связывания крупнообломочных и гравийных почв, размер фракции которых достаточно велик. В качестве рабочего материала также иногда используют глину с высокой прочностью.

Силикатизация позволит усилить песчаные основания любой фракции. Закрепление грунта в этом случае проводится жидким стеклом. Также вариант применим для лессовых отложений. При выполнении мероприятий жидкое стекло можно заменить на смолу. Точный состав раствора для укрепления зависит от типа почвы.

Цементация грунта инъекцией.

Чаще всего раствор нагнетается в почву инъекторами через заранее пробуренные скважины. Основное оборудования для производства работ представлено буровыми установками, мощными насосами и миксерами для приготовления раствора.

Важно, чтобы частицы цемента свободно проходили между частицами основания. По этой причине метод нагнетания цемента, битума или жидкого стекла не подойдет для глинистых почв. Эти породы не пропускают даже воду.

Подбор раствора для выполнения мероприятий станет достаточно сложной задачей. Лучше доверить такое усиление фундаментов профессионалам. Кроме привычных составов возможно применение микроцементных и геополимерных растворов.

Термическое закрепление лессов

Для выполнения задачи применяются раскаленные газы. По этой причине усиливаемая порода должна обладать высокой газопроницаемостью. Грунты обжигают двумя методами:

под отдельно стоящие фундаменты здания (столбы, сваи);

весь массив под домом.

В обоих вариантах для термической обработки используют скважины, в которые помещается камера сгорания для топлива (солярка, горючий газ). Во втором случае скважины размещают так, чтобы границы зон упрочнения соприкасались.

Топливо моет сжигаться только в верхней части скважины или поочередно по всей ее высоте. Здесь все зависит от имеющегося оборудования. Во втором случае оно должно позволять перемещать камеру сгорания.

Схемы термического закрепления грунтов.

Температура обработки лессов не должна превышать 750—850°С. В противном случае порода станет непроницаемой для газов. Средняя продолжительность воздействия высоких температур составляет 5—12 суток. В результате принятых мер структура основания уплотняется, появляются прочные структурные связи, устойчивые к воздействию влаги.

Электроосмос для глин

Из-за низкой проницаемости глинистых оснований их усиление другими методами может быть затруднено. Способ электроосмоса отлично подойдет для водонасыщенных грунтов. Метод схож с электрохимическим, но не подразумевает использования специальных растворов.

При электроосмосе связанная вода стремиться к отрицательному электроду.

В грунт погружают два электрода (положительный и отрицательный). При пропускании тока происходит частичное уплотнение структуры. Связанная с почвой влага скапливается у отрицательного катода. Электрод должен быть выполнен в виде перфорированной трубы, через которую можно выполнить откачку жидкости.

Степень уплотнения зависит от времени воздействия электрического тока на основание. Одновременно метод позволяет укрепить основание и осушить его. Стержень-анод после выполнения работ частично разрушается.

Грамотное укрепление грунтов на этапе строительства или реконструкции позволит увеличить срок эксплуатации всего дома. Перед началом работ потребуется выполнить геологические изыскания и определить тип грунта на участке. При этом стоит руководствоваться ГОСТ «Грунты. Классификация».

БИЛЕТ № 12

1. Исходные данные для установления эксплуатационных качеств стен.

Факторы, учитываемые при выборе и оценке стен:

1. Нагрузки
2. Колебания температуры наружного воздуха
3. Косой дождь
4. Давление холодного воздуха
5. Давление паровоздушной смеси изнутри
6. Шумы
7. Обзор людьми

Эксплуатационные требования к стенам:

4. Герметичность стены, стыков и панелей
5. Паропроницаемость стены, пароизоляция изнутри
6. Звукоизоляция
7. Внешний вид

Конструктивные элементы, отвечающие эксплуатационным требованиям к стенам:

1. Несущие элементы
2. Теплоизоляция
3. Облицовка,защитный слой
4. Герметизирующий слой
5. Пароизолирующий слой
6. Звукоизолирующий слой
7. Архитектурные формы

2. Неразрушающие методы контроля ПЭК зданий и сооружений.

Неразрушающие методы контроля строительных конструкций широко при­меняются в процессе проведения технических экспертиз зданий и сооружений. Их используют как при приемочном контроле конструкций на заводе-изготови­теле, так и непосредственно на объекте при проведении экспертизы.

По физическим принципам исследований эти методы можно классифици­ровать следующим образом:

1) механические методы;

2) акустические методы;

3) электрофизические методы;

4) методы ионизирующего излучения;

5) радиоволновые методы;

6) тепловые методы;

7) голографические методы;

8) прочие методы.

Механические методы нашли широкое применение в строительстве благодаря своей простоте, удобству и возможности быстро выполнить провер­ку состояния материала в различных точках конструкции. Прежде всего, это оценка прочности бетона с помощью эталонных молотков К.П.Кашкарова и ИЛ.Физделя. По диаметру отпечатков, полученных при ударе молотком, по эмпирическому графику определяется прочность бетона. Для этих целей так­же широко применяются склерометры различных типов. В этих приборах о прочности бетона судят по величине отскока стального бойка. Чаще всего их используют в транспортном строительстве при обследовании мостов.

Акустические методы основаны на возбуждении упругих механических колебаний. По параметрам этих колебаний определяют физико-механические характеристики исследуемого материала. В зависимости от частоты колебаний эти методы делят на ультразвуковые (частота 20 тыс. Гц и выше), звуковые (до 20 тыс. Гц) и инфразвуковые (до 20 Гц).

Используют акустические методы, главным образом, для выявления и исследования дефектов конструкций (трещин, расслоения, пустот), про­верки качества швов сварных соединений, дефектоскопии клеевых соеди­нений и стыков, определение толщин изделий из металлических сплавов, а также для определения прочностных характеристик бетона по корреля­ционным зависимостям.

Электрофизические методы обследования делят на магнитные, электрические и электромагнитные.

Магнитные методы применяют для определения дефектов в металле, контроле качества сварных швов. Их использование основано на том, что магнитный поток при наличии дефекта конструкции искривляется и рас­сеивается.

С помощью электромагнитных методов можно определить толщину металлических элементов, а также контролировать натяжение арматуры в железобетонных конструкциях. Для выявления положения и глубины за­легания арматуры в железобетонных конструкциях используются прибо­ры магнитно-индукционного типа.

Электромагнитный метод положен в основу определения влажности древесины. По замеренному электрическому сопротивлению можно су­дить о состоянии материала в конструкции, пользуясь соответствующими зависимостями между электропроводностью и влажностью для данного сорта древесины.

Неразрушающий контроль с помощью ионизирующего излучения эффективно используют в процессе обследования строительных конс­трукций для различных целей. Преимущества применения ионизирую­щего излучения заключаются в возможности быстрого и качественного получения определяемых характеристик.

Контроль рентгеновскими и гамма-излучениями применяется для оценки физико-механических характеристик материалов и качества конс­трукций. Прежде всего, с его помощью осуществляют дефектоскопию сварных соединений, а также определение упругой составляющей дефор­мации металла. В бетоне и железобетоне производится определение плот­ности, контроль однородности, а также определение положения и диамет­ра арматуры и толщины защитного слоя бетона.Для просвечивания деталей и конструкций применяют также источники нейтронного излучения. Наиболее эффективным применением нейтронов оказывается при определении влажности материалов - бетона, древесины и др.

Большие перспективы применения имеет радиоволновой метод контроля (СВЧ). С помощью приборов, разработанных на основе этогс метода, можно оценить такие характеристики, как влажность, плотность пористость строительных материалов, толщину защитного слоя в железо­бетонных конструкциях.

3. Основные способы усиления фундаментов.

Работы по усилению фундаментов выполняют в следующих случаях: при разрушении отдельных участков фундаментов от просадок, размывании грунтов, ранее осуществленных конструктивных изменениях в здании, при увеличении полезной нагрузки в здании.

Перекладку существующих фундаментов выполняют на отдельных местах небольшой протяженности, ее ведут участками длиной не более 2000 мм. Новую кладку тщательно подклинивают под старую. Швы разделывают жестким цементным раствором.

Обоймы устраивают вокруг фундаментов способами, изложенными в параграфе, посвященном ремонту стен.

Торкретирование применяют для укрепления кладки, ослабленной по поверхности за счет выщелачивания раствора. Этот способ позво­ляет не только упрочнить конструкцию, но и сделать ее менее водо­проницаемой.

Цементацию фундаментов выполняют, если монолитность кладки нарушена по всей толщине. Этот способ проще, чем замена кладки на новую.

Увеличения площади подошвы фундаментов достигают путем вы­полнения с одной или обеих сторон дополнительных приливов. Новые части фундаментов выполняют из кирпича, бетона и чаще всего железобетона. Для совместной работы старых и новых час­тей фундамента соприкасающиеся поверхности тщательно омоноличивают. Надежность соединения обеспечивают штрабами и анкерами. Особо прочно анкеруют низ уширения. Для лучшей передачи давления от стен на новые части фундаментов в кладку закладывают попереч­ные двухконсольные балки-опоры. Они могут быть металлическими или железобетонными.

Сборные железобетонные приливы монтируют с одновременным обжатием грунта под новыми участками. Работу выполняют в следующемпорядке. Вначале участками освобождают от грунта фундаменты здания. Сборные элементы монтируют одновременно с двух сторон кладки. В нижней части элементы стягивают между собой анкерами-стяжками, пропускаемыми через толщу кладки фундамента. Затем верхние части элементов рычагами отжимают от фундамента, а образовавшиеся щели заполняют жестким бетоном на мелкой щебенке. При этом происходит дополнительное натяжение арматуры и обжатие грунта основания. Таким образом, новые элементы сразу включают в работу совместно со старыми фундаментами.

Устройство выносных свай преследует цель передачи нагрузок на нижележащие грунты. Сваи размещают по обе стороны фундамента. Во избежание сотрясений при забивке заранее заготовленных свай и связанных с этим возможных повреждений конструкций применяют сваи, бетонируемые на месте, так называемые набивные.

Заглубление фундаментов путем подведения новой кладки является одним из сложных мероприятий. Его выполняют в исключительных случаях, когда необходимо углубить подвал или обеспечить устойчи­вость здания в связи с устройством по соседству новых подземных сооружений.

Усиление фундаментов под колоннами выполняют посредством устройства монолитных железобетонных обойм. При этом предусматри­вают совместную работу нового и старого фундамента. Для этого уста­навливают анкеры, вертикальные грани уступов старых фундаментов стесывают с уклоном внутрь, а иногда обойму поднимают на уровень 1/3 стойку колонны. Грунт под подошвой методами, изложенными выше.

БИЛЕТ № 13

1 Стены и эксплуатационные требования к ним

Стены зданий и сооружений выполняют функции ограждения, тепло- и звукоизоляции помещений и составляют около трети стоимости здания. Они различны по материалам и конструкциям.

По конструктивному решению наиболее распространенными являются несущие, воспринимающие нагрузки от крыши, перекрытий, собственной массы и передающие их на фундамент и далее на основание. Самонесущие – чаще всего в производственных зданиях: они выполняют функции ограждения, рассчитываются на тепло- и звукоизоляцию, а стоящий рядом с ними каркас воспринимает нагрузки от перекрытий, покрытий и т.п. Третий тип стен – фахверковые. Такие стены несут свою нагрузку только в пределах ячейки каркаса-фахверка (ветровые), а другие нагрузки воспринимает каркас.

Главной и наиболее распространенной причиной ускоренного износа стен, возникновения в них повреждений является периодическое их увлажнение и высыхание в сочетании со знакопеременными перепадами температуры.

Стеновой материал – это обычно трехфазная система: твердое тело, воздух и вода. Чем плотнее твердое тело, тем стена прочнее, но теплопроводнее; чем больше в ней воды, особенно льда, - тем она таплопроводнее, тем ниже ее эксплуатационные качества и быстрее она разрушается. Допустимое количество влаги в материале стен определяется нормами.

Влага в стену проникает несколькими путями: вследствие поглощения – сорбции; из-за капиллярного или диффузионного смачивания; под давлением паровоздушной смеси и диффузией; в результате физико-химических процессов.

Такие пористые материалы, как фибролит, шлакобетон, известь, активно сорбируют влагу; плотные материалы – кирпич, гранит, известняк – относятся к инертносорбирующим влагу. Сухие материалы лучше противостоят увлажнению, чем влажные.

Красный кирпич обладает высокой влагостойкостью и не содержит растворимых солей, как, например, бетон. Для защиты стен от увлажнения их подвергают гидрофобизации – наносят на них ГКЖ и другие гидрофобные составы, которые хорошо дышат, пропуская изнутри помещений пар и воздух.

Факторы, учитываемые при выборе и оценке стен:

1. Нагрузки

2. Колебания температуры наружного воздуха

3. Косой дождь

4. Давление холодного воздуха

5. Давление паровоздушной смеси изнутри

6. Шумы

7. Обзор людьми

Эксплуатационные требования к стенам:

1. Прочность и устойчивость

2. Теплозащита (норма-тивная величина темпе-ратуры внутренней поверхности стены)

3. Влагозащита снаружи

4. Герметичность стены, стыков и панелей

5. Паропроницаемость стены или пароизоляция изнутри

6. Звукоизоляция

7. Внешний вид

Конструктивные элементы, отвечающие эксплуатационным требованиям к стенам:

1. Несущие элементы

2. Теплоизоляция

3. Облицовка, защитный слой

4. Герметизирующий слой

5. Пароизолирующий слой

6. Звукоизолирующий слой

7. Архитектурные формы

2. Классификация трещин в конструкциях

Методы и средства наблюдения за трещинами. Трещины в конструкциях служат внешним признаком их пе­регрузки и деформации. Они могут быть вызваны разными при­чинами, иметь разные последствия и поэтому подразделяются на опасные и неопасные, рисунок 8.2. При обнаружении трещин важно выяснить их причину и характер, установить, про­должается их развитие или они стабилизировались.

Мелкие трещины в виде сетки неправильного очертания и оди­наковой ширины возникают вследствие недоброкачественности цемента или неправильной температурно-влажностной обра­ботки бетона при его твердении; это усадочные трещины, кото­рые опасны с точки зрения раскрытия арматуры и доступа к ней агрессивной среды. Такие трещины возникают, например, на крупных панелях из-за температурных воздействий.

Трещины в растянутой зоне армокаменных и железобетон­ных изгибаемых конструкций, направленные перпендикулярно к ребру и затухающие к нейтральной оси, обычно образуются в результате перегрузки конструкции. Наклонные трещины на вертикальных гранях изгибаемых элементов у опор, затухающие также к нейтральной оси, появляются вследствие неправильного армирования хомутами и отгибами.

При осмотре трещин необходимо выявить их причину, опре­делить характер (например, односторонняя или сквозная), время возникновения и т. п. При обследовании каменных кон­струкций особое внимание надо обращать на места опирания ба­лок и прогонов, на состояние кладки в простенках, перемычках, у водостоков, вдоль цоколей. При осадке фундаментов и других конструкций трещины расширяются книзу, а при пучении осно­ваний — кверху.

Важным средством в оценке деформаций конструкций, в ча­стности трещин, являются маяки: они позволяют установить качественную картину деформаций, а рычажные — и их интен­сивность.

3 Техническое обслуживание и ремонт каркасов

Элементы каркаса: колонны, балки, перекрытия, фермы являются основными несущими элементами и им должно уделяться постоянное внимание.

Таблица1 - Основные способы усиления балок

Таблица 2 - Основные способы усиления колонн

БИЛЕТ № 14

1 Крыши, покрытия и эксплуатационные требования к ним

2 Методы и средства контроля санитарно-гигиенических параметров среды

Основными параметрами, определяющими микроклимат помещений, являются: температура воздуха, его влажность, подвижность и химический состав. К важным характеристикам помещений относится также освещенность.

Методы контроля санитарно-гигиенических параметров среды следующие:

- температуры ограждающих конструкций, нагревательных приборов;

- температуры, влажности воздуха и интенсивности воздухообмена;

- химического состава воздуха, его загазованности;

- освещенности помещений и рабочих мест.

Контроль температуры и влажности воздуха и конструкций, воздухообмена в помещениях. С помощью психрометра относительная влажность воздуха определяется по показаниям двух термометров: сухого и влажного. Интенсивность испарения воды с поверхности смоченного термометра зависит от влажности окружающего воздуха: чем меньше его относительная влажность, тем быстрее вода испаряется и тем ниже показания термометра. Для получения численного значения относительной влажности служит психрометрический график, прилагаемый к каждому прибору.

Посредством гигрометра влажность воздуха определяется или по изменению по изменению длины вставленного в прибор человеческого волоса (волосяной гигрометр), или по упругой деформации гигроскопически упругой пленки (пленочный гигрометр), которые служат датчиками влажности. Показания гигрометров сравниваются и проверяются по показаниям психрометров, что является их недостатком.

Волосяной гигрометр лучше всего действует при отрицательных температурах.

Влажность воздуха (как и температура) определяется при закрытых окнах и дверях, вдали от отопительных приборов и вентиляционных решеток.

Для оценки температуры поверхности строительных конструкций и нагревательных приборов применяются термощупы ТМ, ЦЛЭМ, и др. Термощуп состоит из измерительного прибора и щупа, на конце которого находится полупроводниковое сопротивление типа ТЩ-1 (датчик). Датчик должен плотно соприкасаться с замеряемой поверхностью. Замеры в каждой точке производят три раза.

Оценку теплозащитных качеств ограждения рекомендуется проводить зимой или поздней осенью, чтобы разность температур наружного и внутреннего воздуха была не менее 10 оС.

• ⇐ Назад
• 1
• 2
• 345
• 6
• Далее ⇒