Оценка технического состояния конструкции

конструкция здание бетон Для оценки фактического состояния конструкций необходимо определить их прочность, наличие и расположение арматуры, скрытые дефекты и т. п.

Нормами допускаются механические склерометрические испытания прочности поверхностного слоя бетона методами упругого отскока или пластических деформаций при помощи специальных молотков и маятниковых приборов различных систем. В случаях, когда надо проверить прочность внутренней части бетона, а также оценить однородность, плотность и другие свойства бетона и арматуры в конструкции, применяют неразрушающие методы контроля.

Механические испытания конструкций молотками и пистолетами основаны на методе пластических, упругопластических деформаций и упругого отскока: о прочности бетона судят или по величине отпечатка от удара на бетоне, или по соотношению размеров отпечатков на бетоне и на эталонном стержне, вставленном в молоток, или же по величине упругого отскока бойка. Механические склерометрические испытания каждой конструкции проводятся не менее чем на 10—12 участках, при этом две трети из них должны находиться в наиболее нагруженной зоне. Расстояние между лунками от ударов должно быть менее 30 мм, или для десяти измерений площадь участка конструкции должна составлять не менее 100 см².

Зависимость между прочностью бетона и твердостью его поверхности устанавливают опытным путем — построением тариговочных графиков для каждого состава бетона.

Приборы для механических испытаний можно разделить на две группы: молотки и пистолеты. При использовании молотков замеряется отпечаток на бетоне (эталонный молоток Кашкарова, молотки Польди, Физделя, Шмидта, Ухтомстроя и др.); при использовании пистолетов фиксируется на шкале упругий отскок (пистолет ЦНИИСК, прибор ХПС).

Методы определения прочности материала конструкции: акустический, радиометрический, магнитометрический и вибрационный. Они основаны на зависимости скорости прохождения ультразвука, радиоволн, радиоактивных и других сигналов от упругих, упругопластических и структурных свойств материалов конструкций и их геометрических размеров.

Акустические и электронно-акустические методы контроля, к которым относятся ультразвуковой и ударный, позволяют с высокой точностью оценить однородность, прочность и ряд других свойств бетона в конструкциях без их разрушения. Электронно-акустические методы испытания материалов конструкций основаны на зависимости скорости распространения упругих волн и плотности твердого тела. Предельные упругие волны (в которых частицы среды движутся в направлении движения волны) распространяются с наибольшей скоростью. Прибор «ИПС-МГ 4+» методом ударного импульса определяет прочность и однородность бетона. Методом отрыва со скалыванием определяет прочность бетона прибор «ПОС-МГ 4 Отрыв». Для этих целей используют также прибор «ПОС-МГ 4 Скол».

Ультразвуковой метод контроля бетона применяется при проверке конструкций толщиной от 5 до 15 м, а ударный — конструкций значительной толщины и протяженностью до 100 м. Принцип их действия основан на пропорциональной зависимости плотности материала конструкции и скорости распространения в ней ультразвуковых волн. Ультразвуковой прибор «Пульсар» служит для определения прочности бетона, кирпича, осуществляет поиск дефектов (трещин, пустот), позволяет оценить пористость, трещиноватость, степень анизотропии и текстуру композитных материалов. Ударно-импульсные приборы «Оникс-2.4» и «Оникс-ОС» служат для определения прочности и однородности бетона.

Приборы для контроля качества бетона ультразвуковым методом позволяют наблюдать процесс и измерять время распространения упругих колебаний в теле бетона. Обычно измерения производят в поперечном сечении конструкции, для чего излучатель и приемник импульсов устанавливают соосно с двух ее сторон. К ультразвуковым относятся приборы AM, ЛИМ-Б, УКБ-1 и др.

Коэффициентом воздухопроницаемости i называется количество воздуха в единицах массы или объемных единицах (килограммах, метрах, кубических метрах), протекающее в 1 ч через 1 пог. м стыка (1 м² площади ограждения) при разности давлений по обе стороны ограждения 1 мм вод. ст. Наиболее уязвимыми местами в отношении герметичности, ограждающих конструкции являются стыки между сборными элементами. Поэтому контроль и оценка их производятся в первую очередь в стыках панелей, оконных и дверных заполнений (определяется коэффициент воздухопроницаемости этих элементов).

Полученное при измерениях значение i сравнивается с нормативным или вычисленным по формулам СниП, если оно больше нормативного, то герметичность стыка должна быть улучшена.

Коэффициент i связан с толщиной конструкции 8 и фактическим сопротивлением воздухопроницанию R^ф_и.с зависимостью.

при этом R^ф_и.с должно быть больше R^тр_и.с, определяемого по формуле.

где v — расчетная скорость ветра (м/с), которая принимается по СНиП, но не менее 5 м/с; R^тр_о — требуемое сопротивление теплопередаче ограждения, м². °С/Вт, вычисляемое по формуле.

где t_B — расчетная температура внутреннего воздуха, °С; t_H — расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С; n — коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; b — коэффициент качества теплоизоляции ограждения; R_B — сопротивление тепловосприятию, м². °С/Вт; — нормируемый температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждения, °С; 1,1 —коэффициент учета теплопроводных включений в наружные стены и покрытия.

Фактическое значение показателя сопротивления конструкции или стыка воздухопроницанию определяется расходом воздуха в килограммах (литрах) при разности давлений по обе стороны ограждения 1 мм вод. ст. по формуле.

где 17,316 — коэффициент прибора ИВС-2М или ДСКЗ-1; Q —расход воздуха, измеряемый прибором; уt — плотность воздуха при температуре испытаний, кг/м³; Н — разрежение внутри камеры прибора, мм вод. ст.

Для повышения степени достоверности число измерений должно быть возможно большим.

Кроме проверки герметичности отдельных стыков или конструкций может производиться проверка герметичности помещений в целом, например подвалов, убежищ и т. п.

Это осуществляется одним из двух методов:

замером падения давления в помещении от первоначального подпора до определенной величины, сравниваемой с проектной за установленное время;

замером расхода воздуха при поддержании постоянным заданного подпора.

При восстановлении герметичности стыков тиоколовыми герметиками, широко применяемыми на практике, производится проверка прочности сцепления (адгезии) герметика к бетону, толщины слоя герметика и относительного удлинения при разрыве. Для измерения прочности сцепления применяется прибор «ПСО-МГ4».