Дефекты искусственных сооружений и мероприятия по их устранению

 

     Таблица № 2. Требования к плотности и толщине защитного слоя бетона

 

     Трещины в железобетонных конструкциях

     Трещины в железобетонных конструкциях эксплуатируемых  зданий встречаются достаточно часто, являясь следствием ряда причин. Они  могут возникать как от силового воздействия на конструкции, так  и в результате температурных  и усадочных напряжений в бетоне.

     Ввиду большого разнообразия, трещины обычно разделяются по следующим признакам:

     причине возникновения:

     а) трещины от внешних силовых воздействий  при эксплуатации конструкций Т;

     б) трещины от силового воздействия  при неправильном складировании, перевозке  и монтаже конструкций Т_м;

     в) трещины от силового воздействия  при обжатии бетона предварительно-напряжённой  арматурой Т_о;

     г) трещины технологические (от усадки бетона, плохого уплотнения бетонной смеси, неравномерного паропрогрева, жесткого режима тепловлажностной обработки бетона) Т_у;

     д) трещины, образовавшиеся в результате коррозии арматуры, Т_к;

     значению:

     а) трещины, указывающие на аварийное  состояние конструкции;

     б) трещины, увеличивающие водопроницаемость  бетона (в резервуарах, трубах, стенах подвала);

     в) трещины, снижающие долговечность  конструкции из-за интенсивной коррозии арматуры;

     г) трещины «обычные», не вызывающие опасений в надёжности конструкции (ширина раскрытия  «обычных» трещин не должна превышать  величин, указанных в [5, табл. 21]).

     Исследуя  характер распространения и раскрытия  видимых трещин, в большинстве  случаев можно определить причину  их образования, а также оценить  степень опасного состояния конструкции.

     Трещины от силового воздействия обычно располагаются  перпендикулярно действию главных  растягивающих напряжений. Основные виды «силовых» трещин представлены в табл. 3.

     Усадочные трещины в плоских конструкциях распределяются хаотично по объёму, а  в конструкциях сложной конфигурации концентрируются в местах сопряжения элементов (узлы ферм; сопряжение полки  и ребёр в плитах, двутавровых балках и т.д.). Трещины от коррозии проходят вдоль корродируемых арматурных стержней. 

 

      Таблица № 3

     Трещины в железобетонных конструкциях

 

     Трещины в плитах перекрытий

     Рассмотрим  наиболее часто встречающиеся случаи обнаружения трещин в железобетонные перекрытиях промышленных зданий, которые, как правило, работают в сложных  условиях, испытывая технологические  перегрузки, ударные и вибрационные воздействия, разрушающее влияние  технических масел и других агрессивных  сред, что приводит к их быстрому износу, а следовательно, и появлению трещин. Как видно из рис.8, характер трещин, обусловленных силовым воздействием, зависит от статической схемы плиты перекрытия: вида и характера действующей нагрузки, способов армирования и соотношения пролётов. При этом трещины располагаются перпендикулярно главным растягивающим напряжениям.

     Причинами широкого раскрытия «силовых» трещин обычно является перегрузка плиты, недостаточное  количество рабочей арматуры или  неправильное её размещение (сетка  смещена к нейтральной оси). Если ширина раскрытия трещин превышает 0,3мм, плиты усиливаются методом  наращивания с дополнительным армированием. В местах приложения больших сосредоточенных сил усиливается зона, воспринимающая нагрузку, для чего используются различные распределительные устройства (стальные листы, балки, густоармированная набетонка и пр.

     Трещины в балках с обычным  армированием

     Характерным для балок является образование  нормальных (вертикальных) и наклонных (косых) трещин на боковой поверхности, причём нормальные трещины возникают  в зоне действия наибольших изгибающих моментов, а наклонные – в зоне действия наибольших касательных напряжений, вблизи опор.

     Картина трещинообразования балок в основном зависит от статической схемы, вида поперечного сечения и напряжённого состояния. Характерно, что нормальные трещины имеют наибольшую ширину раскрытия у растянутой грани, в  то время как наклонные – вблизи центра тяжести сечения.

     Нормальные  трещины с шириной раскрытия  более 0,5мм обычно свидетельствуют  о перегрузке балки или недостаточном  её армировании продольной рабочей  арматурой.

     Наклонные трещины, особенно в зоне заанкеривания рабочей продольной арматуры, считаются наиболее опасными, так как могут привести к внезапному обрушению балки. Причинами образования и раскрытия наклонных трещин часто служат низкий класс бетона, большой шаг поперечной арматуры, низкое качество сварки поперечных и продольных стержней.

     Трещины в предварительно напряжённых балках

     Балки, армированные высокопрочной арматурой  классов A-V, A-VI, B-II, K-7, изготавливаются предварительно напряжёнными с повышенными требованиями к трещиностойкости, поэтому появление в них широко раскрытых трещин всегда свидетельствует либо о серьёзных технологических недоработках, либо перегрузках. В табл.№4 представлены возможные причины образования чрезмерно раскрытых трещин.

     При оценке эксплуатационной пригодности  обследуемых балок важным показателем  является ширина раскрытия силовых  трещин. Следует однако отметить, что действующие нормы, регламентируя ширину трещин с позиции долговечности конструкции, игнорируют тот факт, что она является, кроме того, и показателем напряжённого состояния сечения.

     На  кафедре строительных конструкций  ПГАСА разработан метод обследования балок, базирующийся на новых представлениях о параметрах трещинообразования, где  ширина нормальных трещин, расстояние между ними, а так же прогиб балок  играют определяющую роль. При этом обработка результатов обследования состоит из следующих этапов:

     - по формуле  определяется максимально допустимая безопасная ширина раскрытия трещин, которая сопоставляется с фактически измеренной, . Если < , то переходят к следующему этапу;

     - по формуле  находится средняя деформация арматуры на участке с трещинами;

     - по формуле  вычисляется кривизна элемента, как функция от прогиба;

     - по формуле  определяется относительная деформация сжатия бетона в сечении с трещиной;

     - по графикам расчётных диаграмм  состояний бетона и арматуры  определяются уровни соответствующих  напряжений и формулируется вывод о степени опасности напряжённого состояния сечения в целом.

     Таблица № 4. Трещины в балках

 

     Для балок, армированных стержнями из мягкой стали с площадкой текучести, уровень достигнутых напряжений ≤0,85 считается не опасным, и балки могут эксплуатироваться с пониженной до расчётной величины нагрузкой без усиления. При уровне напряжений <0,85 требуется усиление нормального сечения.