Оценка состояния железобетонных конструкций

Министерство  образования Российской Федерации

Ижевский  Государственный Технический Университет

Высший колледж  «Строитель» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

по предмету «Обследование и реконструкция зданий и сооружений»

на тему «Оценка состояния железобетонных

конструкций». 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                       Выполнил студент гр.7-10-3(у)

                                                                                          Юманов Э.         
 
 

                                                                       Проверил преподаватель

                                                                                          Папунидзе П.Н. 
 
 
 
 
 
 
 

Ижевск, 2007 г. 

      1. Контроль технического состояния конструкций 

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

      ГОСТ 10180—67 допускает 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 неразру-шающие методы контроля.

      Приборы механического принципа действия. Механические склерометрические испытания каждой конструкции проводятся по ГОСТ 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 10 измерений площадь участка конструкции должна составлять не менее 100 см².

      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.

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

      Приборы для механических испытаний можно  разделить на две группы:

1. молотки и пистолеты, при использовании которых заме 
   ряется отпечаток на бетоне (эталонный молоток Кашкарова, мо 
   лотки Польди, Физделя, Шмидта, Ухтомстроя и др.);
2. пистолеты, фиксирующие на шкале упругий отскок (пи 
   столет ЦНИИСК, прибор ХПС).

      Молотки различают по величине энергии. ГОСТ 10180—67 рекомендует конструкции, параметры молотков и штампов, методы их тарирования.

      Молоток Физделя (рис. 80) относится к простейшим приборам такого типа: прочность бетона определяется по тари-ровочному графику (рис. 80, в) на основе среднего арифметического значения 10—12 отпечатков. При этом локтевым ударом молотка средней силы наносят в одном месте конструкции, очищенной от штукатурки и покраски, 10—12 отпечатков на расстоянии между ними не менее 30 мм. По глубине (к) или диаметру (й) лунки судят о прочности  бетона.  Диаметр лунки

 

       

      

      

      

      

      замеряют  штангенциркулем с помощью проградуированной  лупы с точностью до 0,1 мм или посредством углового масштаба. Его измеряют по двум взаимно перпендикулярным направлениям и принимают среднее арифметическое значение этих двух величин.

      Из  общего числа замеров, произведенных  на одной поверхности конструкции, исключают наибольший и наименьший результаты, а по остальным вычисляют среднее значение. Прочность бетона (в кгс/см²) определяют по тарировочной кривой на основе среднего значения замеренного диаметра.

 

      

      

      

      

      

      Молоток Кашкарова (рис. 81) также предназначен для определения прочности бетона; действие его основано на использовании пластических и упругопластических деформаций эталонного стержня и бетона при нанесении удара; прочность бетона определяется по тарировочному графику молотка (рис. 81, в) и отношению диаметра отпечатка на бетоне к диаметру отпечатка на эталонном стержне. Для этого в одном месте конструкции наносят 10—12 ударов на расстоянии между ними не менее 30 мм. Эталонный стержень каждый раз передвигают в отверстии корпуса молотка не менее чем на 10 мм так, чтобы отпечатки располагались на одной линии. После нанесения определенного числа ударов измеряют угловым масштабом диаметры отпечатков на бетоне и соответствующие им отпечатки на стержне с точностью до 0,1 мм. За расчетную величину диаметра принимают среднее арифметическое значение замеров. Если поверхность конструкции очень увлажнена, полученную по графику прочность материала следует умножить на коэффициент 1,4.

 

      

      Прибором пистолетного типа ЦНИИСК (рис. 82), склерометром КМ, Шмидта и др. определяют прочность бетона (по шкале на приборе) в зависимости от заданной энергии удара. Испытание проводят в местах, удаленных от арматуры на 20 мм. Отпечаток от удара молотка измеряют по двум взаимно перпендикулярным диаметрам и вычисляют средний. При испытании бетона наносят удар с энергией 50 кгс/см². Если отпечатки превышают 6,5 мм, то переходят к испытанию при энергии удара 12,5 кгс/см². Тарировочный график строят при нанесении удара по вертикальным поверхностям образца; при нанесении его сверху или снизу полученную прочность бетона соответственно увеличивают или уменьшают на 7%. По шкале прибора ЦНИИСК фиксируют энергию удара.

      При использовании склерометра КМ на его шкале фиксируют величину отскока бойка, и чем выше отскок, тем больше прочность:

      

      при энергии удара 12,5 кгс/см² испытывают бетон прочностью 50—300 кгс/см²;

      при энергии удара 50 кгс/см² испытывают бетон прочностью 100—400 кгс/см².

      Прибором ПО-1 Овчинникова (рис. 83) определяют прочность по величине вмятины, оставленной шариком, и по специальной таблице, прилагаемой к нему. Этот прибор обеспечивает стабильность удара и высокую производительность.

      Приборы для неразрушающих  методов контроля. Неразрушающие методы обследования конструкций позволяют, не снижая прочности конструкций и не разрушая отделку помещений, произвести необходимые измерения. К таким методам относятся акустический, радиометрический, магнитометрический и вибрационный. Эти методы основаны на зависимости прохождения ультразвука, радиоволн, радиоактивных и других сигналов от упругих, упругопластических и структурных свойств материалов конструкций и их геометрических размеров.

      Акустические  способы контроля, к которым относятся ультразвуковой и ударный, позволяют с высокой точностью оценивать однородность, прочность и ряд других свойств бетона в конструкциях без их разрушения.

 

       Ультразвуковой способ к о н т р о л я бетона применяется при проверке конструкций толщиной от 5 до 15 м, а ударный — конструкций значительной толщины и протяженностью до 100 м.

      Приборы для контроля качества бетона ультразвуковым способом 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 такие приборы, как АМ, ЛИМ-Б, УКБ-1 и др.

      

      Прибор УКБ-1 представляет собой переносный прибор для оценки качества бетона и определения внутренних дефектов путем измерения акустических характеристик процесса распространения импульсов ультразвуковых колебаний в бетоне: скорости распространения колебаний, степени их затухания и формы огибающих импульсов. Основной искомой величиной является время распространения колебаний (в м/сек); оно определяется по масштабу меток времени прибора между посланным и принятым сигналами.

      Радиометрический метод контроля основан на законах взаимодействия ядерных излучений с материалом конструкций. Гамма-лучи, обладающие значительной проникающей способностью, наиболее эффективно используются при обследовании, поскольку их энергия достигает десятков миллионов электрон-вольт.

      В состав аппаратуры для радиометрического  контроля входят радиометр и счетчики радиоактивного излучения, используемые в качестве выносных элементов. Этот метод основан на замере интенсивности прохождения гамма-лучей в исследуемом

 

      

      материале и в сравнении ее с интенсивностью в эталонных образцах. С его помощью оценивается плотность материала конструкции и обнаруживаются дефекты в них.

      Для определения расположения и сечения  арматуры, а также толщины защитного слоя служат приборы, основанные на взаимодействии металла с электромагнитным полем, т. е. на измерении магнитной проницаемости или магнитного сопротивления.

      Прибор  ИСМ (измеритель сечения металла) состоит из двух генераторов высокой частоты, усилителя-ограничителя, второго ограничительного каскада, дифференцированного контура и индикатора. Один генератор соединен с выносным щупом, а второй является эталонным. Принцип работы прибора основан на изменении частот генератора под действием металла на колебательный контур: при наличии под щупом металла стрелка прибора покажет наибольшее значение. К прибору приложены тарировочные таблицы, с помощью которых по показаниям прибора определяют сечения металлических элементов.

      Толщину защитного слоя и диаметр арматуры определяют аналогично прибором ИЗС-2, основанным па том же принципе, что и прибор ИСМ.

      Вибрационный метод, в основе которого лежит явление механических колебаний твердых тел, позволяет определить главные характеристики, обусловливающие несущую способность и деформативность изгибаемых элементов: марку бетона, предельную разрушающую нагрузку, прогиб от нормативной нагрузки. Эти параметры определяются по частоте, амплитуде собственных колебаний конструкций и характеристике их затухания, поскольку известно, что колебания с частотой, присущей данной системе, зависят от ее массы, размеров конструкции и характера опирания. Этот метод применяется главным образом на ДСК при контроле изготовления отдельных конструкций.

      В табл. 35 (см. вкл.) в обобщенном виде представлены способы и средства неразрушающего контроля конструкций.

 

      

      2. Колонны 

      При обследовании колонн следует проводить работы в дополнение к общему обследованию здания: 

Ремонт  без смены перекрытий, без	Механическое  определение проч-
увеличения  нагрузок	ности
Реконструкция или ремонт со сме-	Механическое  определение прочно-
ной всех перекрытий, выявление	сти. Определение  степени коррозии
причин  деформаций и дефектов,	металла. Химический анализ стали.
увеличение  грузоподъемности кра-	Установление  причин деформаций.
нов	Поверочный  расчет колонн

 

      

      Конструкцию колонны определяют контрольным  зондированием. Расположение арматуры, ее диаметр и толщина защитного слоя бетона в железобетонных колоннах устанавливаются электромагнитным методом.

      В кирпичных колоннах определяют наличие  и сечение металла в кладке. В случае необходимости производится вырубка борозд и обнажение арматуры колонн.

      Прочность бетона непосредственно в колоннах определяют неразрушающими методами.

      В случае необходимости применяются  методы разрушающих статических испытаний с выпиливанием образцов по (прил. 1, п. 40).

      При контрольном зондировании и взятии образцов участки необходимо назначать с таким условием, чтобы снижение прочности, трещиностойкости и жесткости было минимальным.

      Число колонн для определения прочности  должно приниматься в зависимости от цели обследования. При контроле отдельных конструкций расположение, количество контролируемых участков и количество измерений на каждом из них должно отвечать действующим стандартам.

      Конструкции металлических колонн необходимо также  осматривать для установления качества защитных антикоррозионных покрытий сварных швов и измерения фактических размеров сечения элементов колонны.