Распределение нагрузки и прочности конструкций.

Методы установления надежности конструкции сводятся к тому, чтобы приложенные нагрузки не превосходили ее несущую способность.

Рисунок 1.3. – Распределение нагрузки и прочности конструкций

На рис. 1.3 кривая N показывает распределение нагрузок, а кривая R — изменение величины прочности. Разрушение конструкции следует ожидать в точке пересечения кривых. При определенных условиях всегда существуют такие нагрузки и такая прочность сооружения, когда возможно наступление разрушения. Отношение Ri/Ni характеризует запас прочности (здесь N₁ — максимальная расчетная эксплуатационная нагрузка; R₁ — сопротивление конструкций, фактически достигнутое при выполнении конструкции).

26 Изменение прочности и деформативности конструкций зданий и сооружений в про­цессе эксплуатации.

Полное время эксплуатации системы или элемента можно разделить на три периода: приработки, нормальной эксплуатации и интенсивного износа.

На рис. 1.2 приведена кривая интенсивности отказов элемента как функция времени эксплуатации, где выделены эти периоды.

В период приработки интенсивность отказов велика, так как совокупность элементов может содержать большое количество дефектных элементов которые отказывают один за другим; в короткий срок интенсивность отказов быстро уменьшается и становится приблизительно заменили. В этот период в здании возникают отказы, связанные с естественными процессами (например, осадкой), и выявляются дефекты технологического характера — изготовления, транспортирования и производства работ.

После периода приработки уровень интенсивности отказов становится постоянным — наступает период нормальной эксплуатации, отказы этого периода называются внезапными. Когда время использования элементов достигает значения Т, начинает сказываться износ — период интенсивного износа, и интенсивностью отказов возрастает до момента Т_р, который является сред­ним значением долговечности элемента. Указанные периоды характерны как для здания в целом, так и для его элементов в отдельности.

Рисунок 1.2. – Интенсивность отказов элементов как функции времени эксплуатации: 1 – период приработки; 2 – период нормальной эксплуатации; 3 – период интенсивного износа

Период нормальной эксплуатации характеризуется появлением внезапных отказов. Причиной тому могут быть концентрации нагрузок, которые представляют собой случайные явления. Так, отказы стыков в виде протечек и промерзаний в период нормальной эксплуатации могут возникать внезапно, например, при концентрации температурных напряжений на каком-либо участке герметика и появлении вследствие этого трещин в самом герме­тике или в местах контакта его с бетоном.

Период интенсивного износа герметизирующего заполнения стыка, например, характеризуется увеличением количества отказов, связанных с явлениями старения материала, снижения его упругих свойств, появления вследствие этого трещины и нарушения адгезии к бетону.

Период приработки нередко затягивается, так как устранение протечек и промерзаний производится спустя значительное время после их возникновения.

 

 

27.Трещинообразование в кирпичных стенах.

Обнаруженные в несущих каменных конструкциях трещины следует оценивать с позиции работы кладки над нагрузкой при сжатии. Различают четыре стадии разрушения кладки при сжатии, приведенные на рис. 10.1.

Рисунок 10.1. – Стадии работы кладки при сжатии: F – усилие в кладке; F_crc – Усилие в кладке, при котором образуются трещины; F_u – разрушающее усилие

Первая стадия работы каменных конструкций при усилии в кладке F меньше F_{cr c}, при котором не образуются трещины, свидетельствует о нормальном состоянии конструкций; вторая стадия при F= F_crc – удовлетворительное состояние конструкций; третья стадия при F_crc<F<F_u – неудовлетворительное состояние конструкций; четвертая стадия при F= F_u – предаварийное или аварийное состояние конструкций (F_u — разрушающее усилие).

При оценке технического состояния каменных конструкций по внешним признакам необходимо установить: процент уменьшения в месте повреждения; стрелу отклонения или выпучивания стен, столбов и колец; степень развития трещин и других деформаций в поврежденной конструкций; качество кладки, ширину и глубину швов; влажностное состояние кирпичных наружных стен; физико-механические свойства кладки, камня и раствора.

Внешними признаками отклонения или выпучивания стен являются смещение или выход из гнезд в каменных стенах концов балок междуэтажных перекрытий, стропил, обрешетки фонарей, крыши и т.п., а также наличие вертикальных трещин. Отклонения стен, даже самые незначительные, можно обнаружить по наличию трещин в штукатурке потолков около карнизов вдоль обследуемых стен. Протяженность таких трещин в уровне этажа показывает наличие отклонений стены в пределах того или иного участка ее длины.

При определении качества кладки отмечаются вид и copт кирпича (красный, силикатный и др.), его качество (железняк, нормальный, алый, недожог и т.п.), а также вид раствора и вяжущего (цементный, сложный, известковый).

Для определения в натурных условиях прочности каменных конструкций без их разрушения применяют ультразвуковые или механические методы неразрушающего контроля.

28.Причины трещинообразования в кирпичных стенах.

Чаще всего кирпичные стены требуют ремонта при образовании в них трещин.
Основные причины образования трещин в стенах дома:

· усадка здания после строительства в течение 1...1,5 лет;

· деформация фундаментов вследствие замерзания и неравномерного оттаивания грунтовых вод;

· недостаточная глубина заложения фундаментов;

· неодинаковая несущая способность грунта в пределах дома и, следовательно, неравномерная осадка различных его частей;

· деформация балочного перекрытия;

· различная нагрузка на грунт частей дома, например, пристройка к дому без деформационного шва;

· чрезмерная нагрузка от перекрытия.

Причины образования трещин в кирпичных стенах

* Недостаточная глубина заложения фундамента.

* Оседание грунта неодинаковой несущей способности.

* Образование трещин в стенах из-за прогиба балочного перекрытия.

* Образование трещин в кирпичных стенах из-за отсутствия деформационного шва между основным зданием и пристройкой.

* Образование трещин в стенах из-за воздействия на конструкцию перекрытия повышенных нагрузок. (Трещины, расширенные сверху, обычно образуются от оседания фундаментов со стороны трещины, расширенные снизу - от оседания средней части дома.)

* Анализ трещин в каменных стенах с помощью фиксаций бумажными лентами (Частая причина образования трещин — усадка дома. Для определения причин и фиксации процесса образования и увеличения трещин на них наклеивают бумажные или гипсовые ленты с указанием даты крепления. Если лента не разорвется в течение месяца и более, то усадка закончилась и можно заделать трещины, если же продолжает рваться, то надо искать другие причины образования трещин.)

 

 

29.Трещинообразование в панельных стенах.

Трещины в швах между панелями вследствие перекоса и сдвига панелей при неравномерных осадках фундаментов или температурно-усадочн. деформаций.

Для наружных стеновых панелей наиболее опасными являются нарушения соединений со смещением панелей и раскрытием трещин более 1 мм, а также коррозионное повреждение материала стены на глубину более 1/3 толщины стены или слоя и длиной более 100 мм с уменьшением площади металлических элементов соединения и арматуры более 30%.

Соответствие фактических допусков при монтаже стеновых панелей нормативным определяется по следующим показателям:

– ширине шва между наружными стеновыми панелями с; относительному смещению вертикальных и горизонтальных граней торцов панелей в крестообразном шве ;

– относительному смещению лицевых граней панелей, сопрягаемых в одной плоскости, для фасадной поверхности _Ф и для поверхности со стороны помещений _В;

– отклонению верхних углов стен по вертикали .

При измерениях применяют: теодолит, рейку со светящейся шкалой, оптическую насадку к теодолиту, отвес, штангенциркуль, шаблон Ш-1 (рис. 5.4).

Определение смещений панелей по внутренней поверхности _В проводится на лестничной клетке на уровне первого, среднего и последнего этажей не менее чем в трех точках по длине стыка.

Измерения производят снаружи и внутри помещений. Снаружи определяются следующие параметры:

– ширина шва с – измеряется с помощью штангенциркуля по наружному шву между панелями в трех точках по высоте стыка в пределах одной панели: вверху, в средней и нижней частях (рис. 5.5. а);

– относительное смещение вертикальных и горизонтальных граней панелей в крестообразном шве – измеряется путем наложения на крестообразный шов целлулоидного шаблона Ш-1 и совмещением его вертикальных и горизонтальных осей соответственно с вертикальной и горизонтальной кромками панелей. Отсчет ведется по шкалам шаблона с точностью до 1 мм (рис. 5.5, б);

– относительное смещение ф лицевых граней панелей, сопрягаемых в одной плоскости на фасадной поверхности, – измеряется с помощью штангенциркуля с точностью до 1 мм, в трех точках по длине горизонтального и вертикального стыка.

 

 

30. Трещинообразование в стыках.

Герметичность стыков наружных стеновых панелей определяется коэффициентом воздухопроницаемости стыков iс, адгезией тиоколовыхгерметиков к фаскам панелей А и относительным удлинением при разрыве εр.

При проверке пользуются следующими приборами: ДСКЗ-1 для определения воздухопроницаемости стыков, адгезиометром АГ-1, разрывной машиной типов РМИ-250, РМИ-40 и др.

В большинстве случаев основной причиной преждевременной разгерметизации стыка являются ошибки проектирования и выполнения.

При повышении температуры среды и неизбежном удлинении панелей, цементно-песчаный раствор разрушается, вклиниваясь в мастику и разрушая ее целостность, а следовательно, нарушая герметизацию. Оклеечные герметики с армирующими материалами нельзя наклеивать без провисания - в натяг, т.к. при понижении температуры и неизбежном расширении стыка герметик либо отслоится, либо разорвется.

Большое значение в обеспечении долговечности стыковых соединений имеет оптимальная толщина его слоя, она должна быть не менее 3 мм.

На основании практического опыта можно выделить следующие характерные ошибки при выполнении работ по герметизации стыков:

· разбавление мастики растворителями, водой, что приводит к ее стеканию со стены, либо к растрескиванию и отслоению при высыхании;

· плохая подготовка кромок смежных панелей стыка - остаток пыли, грязи, замасленных или жирных пятен, снега, наледи и т.п. - приводит к отсутствию адгезии мастики к панели в этих местах;

· проведение герметизации при температурах от 0°С до 5°С и влажности свыше 90% приводит к оплыванию герметика и долгому высыханиию;

· выполнение герметизации при температурах свыше 25°С и низкой влажности без предварительного смачивания швов приводит к плохой адгезии герметика к пористым поверхностям и в процессе эксплуатации адгезионному разрушению шва;

· заделка широкого (более 8 см) шва толстым слоем с нанесением герметика непосредственно на полиэтиленовый уплотнитель (вилатерм) - мастика на полиэтилене держится плохо и может стечь под собственным весом.