CC BY
51
РАЗДЕЛ II
СТРОИТЕЛЬСТВО. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
УДК 692
О РАЗНООБРАЗИИ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ НЕСУЩИХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Н. В. Беляев, В. В. Фурсов
Аннотация. В статье рассмотрены результаты технического обследования несущих ограждающих конструкций жилого дома. При обследовании наружных стен обнаружены следующие повреждения: наклонные и вертикальные сквозные трещины в наружных стенах, а также в вертикальных и горизонтальных швах между фундаментными блоками стен подвала. В результате анализ выявлен целый спектр причин их образования: неравномерные осадки здания, вызванные строительством многоэтажных пристроев, температурные деформации перемычек, низкая морозостойкость силикатного кирпича, вибрации в низкочастотном диапазоне.
Ключевые слова: трещины, анализ, обследование, конструкции.
Введение
В конце 2012 года было выполнено обследование восьмиэтажного жилого здания с подвалом и техническим этажом. Здание восьмисекционное Г-образной в плане
формы с размерами в габаритных осях А-П/1-19 - 87,9x138,7 м (Рис. 1.). Со сторон осей 1, П к зданию примыкают два многоэтажных пристроя.
'ГТМТТТГТАШТГГМГП
Рис. 1. План-схема здания
Конструктивная схема здания - неполный каркас. Фундаменты здания мелкого заложения ленточные под наружными и внутренними стенами, столбчатые - под колоннами. Наружные и внутренние стены здания кирпичные из силикатного и глиняного кирпича. Перекрытия и покрытие выполнены из сборных и монолитных железобетонных плит. Балки перекрытия и покрытия -сборные железобетонные. Перемычки над оконными и дверными проемами - сборные железобетонные. Пространственная
устойчивость здания обеспечивается совместной работой наружных и внутренних кирпичных стен и жестких дисков перекрытий, покрытия.
Обследованием были затронуты все конструктивные элементы здания, но по причинам ограниченного объема статьи, речь пойдет о повреждениях ограждающих конструкций здания.
Методика проведения работ
Обследование строительных конструкций и здания в целом проводилось в два этапа.
Предварительное_обследование
включало в себя сплошное визуальное обследование поверхности наружных и внутренних стен, конструкций перекрытий и покрытий. Выполнены обмеры основных несущих конструкций. Определены места для неразрушающего контроля прочностных характеристик перекрытий, стен. Выполнена фотофиксация характерных конструктивных элементов здания, в том числе имеющих повреждения. Составлены ведомости дефектов и повреждений основных несущих конструкций. По данным предварительного обследования наиболее поврежденными несущими конструкциями являются наружные стены, перекрытие подвала.
Детальное обследование несущих конструкций здания выполнялось с помощью средств технической диагностики. Для определения прочности кирпичной кладки и бетона использовался ультразвуковой прибор «ПУЛЬСАР - 1.1». Для измерения вибраций использовался виброанализатор «ВИБРАН - 3.0», измеритель общей и локальной вибрации ОКТАВА-101ВМ.
Результаты обследования
Фундаменты. Для исследования конструкций фундаментов были отрыты шурфы (Рис. 2.). Фундаменты здания мелкого заложения ленточные под наружными и внутренними стенами, столбчатые - под колоннами. Ленточные фундаменты выполнены из сборных железобетонных блоков типа ФБС по сборным
железобетонным подушкам (в осях А-В/1-16) и из монолитного железобетона (в осях Г-П/17-19). Глубина заложения ленточных фундаментов составляет 3,5 м от уровня пола первого этажа, ширина подошвы составляет 1,2 м. Столбчатые фундаменты выполнены из сборных железобетонных блоков по сборным железобетонным подушкам (в осях Б/1-16) и из монолитного железобетона (в осях Г-П/18). Глубина заложения фундаментов составляет 1,7-2,3 от уровня пола первого этажа, размеры подошвы составляет 1,5х1,86 м.
В осях Б-В/1, В/1-2 обнаружены наклонные и вертикальные сквозные трещины в наружных стенах, а также вертикальных и горизонтальных швах между фундаментными блоками стен подвала (Рис. 3.). Характер и местоположение трещин свидетельствует о том, что причиной их образования являются неравномерные осадки фундаментов здания на данных участках, вызванные строительством многоэтажных пристроев со стороны осей 1, П. В осях А/1-4, В/1-4, Л-П/17, Л-П/19 выполнено усиление наружных стен стяжками из стальных стержней диаметром 20 мм арматуры класса А-Ш. Выполнена расшивка трещин с заполнением их раствором на цементном связующем. Повторное раскрытие трещин произошло на локальных участках отдельных старых трещин. Тенденция ширины раскрытия трещин «книзу» либо «кверху» отсутствует. Ориентация трещин в большинстве случаев вертикальная. Протяженность вновь раскрытых трещин значительно меньше старых расшитых трещин. Параметры новых трещин (местоположение, ориентация, ширина раскрытия, протяженность) исключают системный характер их образования в результате неравномерных деформаций фундаментов.
Отсутствие системного раскрытия и образования новых наклонных трещин свидетельствуют о завершении процесса неравномерной осадки.
На момент проведения обследования повреждений, свидетельствующих о снижении до недопустимого уровня конструктивной надежности фундаментов, не обнаружено, угроза потери пространственной устойчивости несущих конструкций здания отсутствует. Для дальнейшей безаварийной эксплуатации здания необходимо выполнить расшивку трещин с заполнением их раствором на цементном связующем.
Стены. Стены здания выполнены из кирпичной кладки толщиной 640, 510 и 380 мм. Система перевязки кладки стен многорядная. Применен силикатный (наружная верста) и керамический кирпич. По прочности на сжатие кирпич соответствует М75. Раствор кладки цементно-песчаный, по прочности на сжатие соответствует М50.
При обследовании наружных и внутренних стен обнаружены следующие дефекты и повреждения:
- наклонные и вертикальные сквозные трещины в наружных стенах по осям Б-В/1, В/1-2 (Рис. 4.). Данные трещины находят продолжение в перекрытии по межплитным швам и в конструкциях перегородок. Причиной появления трещин является наличие процесса неравномерных осадок фундаментов здания (см. п. 4.1 технического отчета);
- вертикальные трещины в наружных стенах, а также в местах примыкания внутренних поперечных стен к продольным наружным стенам - массовое повреждение.
Рис. 2 . Шурф 3 в осях Б/12-13
М»
ли
х> I
/ *
Рис. 3. Наклонная трещина в наружной стене подвала в осях В/1-2
Рис. 4. Наклонные трещины в наружной стене в осях В/1-2
Большая часть трещин расшита с заполнением их раствором на цементном связующем. Повторное раскрытие расшитых трещин произошло в количестве не более 5% от общего числа.
Силикатный кирпич восприимчив к повышенной влажности по причине невысокой морозостойкости. Регулярные увлажнения атмосферной влагой снижают его прочностные свойства. Теплотехнические свойства силикатного кирпича таковы, что образование точки росы при определенных температурных условиях происходит в толще стены на расстоянии 100 - 150 мм от наружной поверхности. Точка росы, в
зависимости от температуры наружного воздуха, перемещается по ширине сечения. Увлажнение внутреннего слоя кладки и его последующее замораживание, при перемещении точки росы к внутренней плоскости стены, приводит к возникновению растягивающих (в поперечном направлении стены) напряжений. Следствием данного процесса является ослабление связей между массивом кладки и наружной верстой. Наружная верста кладки, ослабленная морозной деструкцией, является
конструкционным слоем,
восприимчивым/подверженным трещинообразованию и повторному раскрытию трещин.
Большинство трещин расположено на участках кладки, соприкасающихся с торцами железобетонных перемычек. На начальном этапе причиной возникновения трещин являются температурные деформации перемычек.
Признаков потери устойчивости, силовых трещин, свидетельствующих о перегрузе кирпичных простенков и столбов, не обнаружено.
Техническое состояние наружных и внутренних стен по ГОСТ 53778-2010
Таким образом, обнаружены превышения максимально допустимых виброперемещений при низких частотах.
Вибрации в низкочастотном диапазоне оказывают негативное влияние на строительные конструкции здания, в том числе способствуют прогрессированию процесса трещинообразования в кирпичных стенах здания.
При контроле уровня вибрации от оборудования, приборов и трубопроводов
оценивается как ограниченно
работоспособное.
Вибрация и шум
Замеры уровней вибрации и шума проводились в сентябре, декабре 2012 г (рисунок 5.).
Для контроля вибрации использовался четырехканальный виброанализатор
ВИБРАН 3.0 с вибродатчиками ВД 39.2. Датчики размещались по трем осям, четвертый датчик дублировал одну из осей. Контроль уровня вибрации выполнялся для наружных стен, колонн подвала, перекрытий подвала и 8-го этажа от инженерных сетей и оборудования здания и внешних источников.
Наибольшие виброперемещения, мм, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц, для наружной стены подвала представлены в таблице 1.
Допустимые виброперемещения, мм (с учетом поправок) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами для жилых домов категорий Б и В согласно ТСН 23-315-2000 «Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях» представлены в таблице 2.
инженерных систем здания (отопление, водоснабжение, канализация, вентиляция, мусороудаление), источников
виброперемещений в низкочастотном диапазоне, оказывающих негативное воздействие на строительные конструкции здания, не обнаружено. Уровень вибрации от лифтового оборудования не превышает значений, регламентируемых ТСН 23-3152000.
Таблица 1 - Виброперемещения, мм, в октавных полосах
Р, Гц Виброперемещение мм)
1 канал 2 канал 3 канал 4 канал
2,0 0,078 0,086 0,131 0,073
4,0 0,015 0,015 0,028 0,013
8,0 0,002 0,002 0,004 0,002
16,0 0,000 0,000 0,000 0,000
31,5 0,000 0,000 0,000 0,000
63,0 0,000 0,000 0,000 0,000
Таблица 2 - Допустимые виброперемещения, мм в октавных полосах
Время суток 2,0 Гц 4,0 Гц 8,0 Гц 16,0 Гц 31,5 Гц 63,0 Гц
7-23 ч. 0,0576 0,0162 0,0050 0,0025 0,0013 0,0007
23-7 ч. 0,0324 0,0092 0,0029 0,0014 0,0007 0,0004
Рис. 5. Замеры уровней вибрации виброанализатором ВИБРАН 3.0 с вибродатчиками ВД 39.2
Для более точного анализа и определения причины возникновения вибрации использовался измеритель общей и локальной вибрации 0КТАВА-101ВМ. Контроль уровня вибрации выполнялся для наружных стен, колонн подвала, фундаментов. Фиксировались время
возникновения повышенных уровней вибрации и уровни виброускорения. Данные приведены ниже в таблицах.
Наибольшие уровни виброускорения, дБ, в октавных полосах со
среднегеометрическими частотами, Гц представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Уровни виброускорения, дБ, в октавных полосах
№ п/п Время замера Среднегеометрические частоты, Гц Уровни виброуско - рения, дБ Допустимые уровни виброускорения, дБ Разница между допустимыми и фактическими уровнями виброускорения, дБ
1 15:06:00 2 73 74 1
4 68 75 7
63 80 95 15
2 15:08:44 2 75 74 -1
4 69 75 6
63 79 95 16
3 15:09:40 2 78 74 -4
4 67 75 8
63 81 95 14
4 15:11:28 2 68 74 7
4 67 75 8
63 80 95 15
5 15:15:38 2 70 74 4
4 65 75 10
63 80 95 15
Выявлены превышения уровней вибрации предельно допустимых.
При проведении анализа времени возникновения максимальных уровней
вибрации и графика движения поездов метрополитена выявлена закономерность, представленная в таблице 4.
Таблица 4 - закономерность, связывающая время возникновения максимальных уровней вибрации и движения поездов метрополитена
Время убытия со № Время возникновения разница
станции «Х» до станции «У» замера «всплесков» уровней вибрации
8:37:00 2 8:37:55 0:55
8:38:37 3 8:39:37 1:00
8:40:16 4 8:41:16 1:00
8:42:12 5 8:43:16 1:04
8:44:30 7 8:45:26 0:56
В ночное время (с 2-х часов 30 минут до 3 часов 20 минут) значительных «всплесков» внешней вибрации не обнаружено.
Таким образом, наиболее вероятной причиной возникновении повышенной вибрации в жилом доме является движение поездов метрополитена между станциями «Х» и «У» Ы-ской линии метрополитена.
При дальнейшей эксплуатации здания рекомендуется устранить причины возникновения повышенной вибрации в линии метрополитена по специально разработанному проекту.
Измерения шума в октавных и 1/3 октавных полосах частот звукового давления осуществлялось шумомером-анализатором спектра «Алгоритм-01».
Для транспортных потоков максимальный уровень звука составляет 58 дБА, эквивалентный уровень звука - 32 дБА. Внутри помещений максимальный уровень звука составляет 35 дБА (при работе лифта), эквивалентный уровень звука - 24 дБА, что менее предельно-допустимых уровней проникающего шума, указанных в Таблице 1 ТСН 23-315-2000 «Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях. г. Москва».
Уровень шума от систем инженерных коммуникаций (отопление и водопровод) не превышает уровня фонового шума в помещениях, в этой связи выделить уровень звука данных инженерных систем из общего фона не представляется возможным. Максимальный уровень звука при работе систем канализации и мусороудаления не превышает 25 дБА.
Уровни звукового давления в октавных и 1/3 октавных полосах частот звукового давления не превышают предельно-допустимых уровней проникающего шума, указанных в нормативных документах. Существующие уровни звукового давления не оказывают негативного влияния на техническое состояние несущих конструкций жилого дома.
Заключение
В результате проведенного обследования несущих конструкций многоквартирного жилого дома установлено, что техническое состояние фундаментов здания работоспособное, наружных и внутренних стен - ограниченно работоспособное. Дефектов и повреждений, свидетельствующих об исчерпании несущей способности, возможности обрушения конструкций, не обнаружено.
Массовым повреждением наружных и внутренних стен являются вертикальные трещины, причинами образования которых являются температурные деформации перемычек, низкая морозостойкость силикатного кирпича.
Вибрации в низкочастотном диапазоне оказывают негативное влияние на строительные конструкции здания, в том числе способствуют прогрессированию процесса трещинообразования в кирпичных стенах здания. Наиболее вероятной причиной возникновения повышенной вибрации в жилом доме является движение поездов метрополитена.
Библиографический список
1. ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».
2. СП 13-102-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений.
3. СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные».
4. ТСН 23-315-2000 «Допустимые уровни шума, вибрации и требования к звукоизоляции в жилых и общественных зданиях».
5. СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».
6. СНиП 11-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции».
7. ГОСТ 27751-88* «Надежность строительных конструкций и оснований».
8. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
ABOUT A VARIETY OF THE REASONS OF FORMATION OF DAMAGES BEARING PROTECTING DESIGNS
N. V. Belyaev, V. V.Fursov
In article results of technical inspection of bearing protecting designs of a house are considered. At inspection of external walls the following damages are found: inclined and vertical through cracks in external walls, and also in vertical and horizontal seams between base blocks of walls of a cellar. As a result the analysis is revealed the whole range of the reasons of their education: the uneven rainfall of the building caused by construction of multystoried annexes, temperature deformations of crossing points, low frost resistance of a silicate brick, vibration in the low-frequency range.
Keywords: cracks, analysis, inspection, designs.
Bibliographic list
1. GOST R 53778-2010 "Buildings. Terms of survey and monitoring the technical condition "
2. SP 13-102-2003. Code of practice for design and construction. Terms of survey bearing structures of buildings and structures
3. SNIP 31-01-2003 "multifamily residential buildings"
4. TSN 23-315-2000 "Acceptable levels of noise, vibration and sound insulation requirements in residential and public buildings"
5. SNIP 2.02.01-83 * "Foundations of buildings and structures"
6. SNIP II-22-81 "Stone and reinforced masonry structures"
7. GOST 27751-88 * "The reliability of structures and grounds"
8. The Federal Law of 30 December 2009 N 384-FZ "Technical Regulations on safety of buildings and structures"
Беляев Никита Владимирович - кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные конструкции» Сибирской государственной автомобильно-дорожной
академии. Основное направление научных исследований - автоматизация проектирования конструкций зданий и сооружений. Имеет 25 опубликованных работ.Е-таИ: [email protected]
Фурсов Виктор Владимирович - технический директор ООО «<Бюро диагностики строительных конструкций». Основное направление научных исследований -современные методы диагностики
строительных конструкций, неразрушающий контроль.
УДК 625.7/.8
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕШЕНИЙ ПО СНЕГООЧИСТКЕ ГОРОДСКОЙ УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ В МНОГОАГЕНТНОЙ СИСТЕМЕ
Т. В. Боброва, И. В. Слепцов
Аннотация. Организация процесса снегоочистки городской улично-дорожной сети представлена функциональной схемой многоагентной системы. Структурные элементы системы - интеллектуальные агенты, отражающие свойства и организацию элементов системы ««дорожно-эксплуатационная служба - городская улично-дорожная сеть - транспортный поток - окружающая среда» (ДЭС-ГУДС-ТП-С).
Ключевые слова: многоагентная система, снегоочистка, улично-дорожная сеть.
Введение
Изучение функционирования сложных систем требует специальных научных методов. В соответствии с классической схемой научных исследований сложных систем, таким методом является системный анализ [1]. Системный анализ позволяет выделять все возможные связи и отношения в исследуемой системе и полный набор параметров, определяющих ее
функционирование.
Транспортный поток и комплекс условий, в которых он функционирует, в работе [2]
представлен в виде системы «водитель -автомобиль - дорога - окружающая среда» (ВАДС).
С позиции системного подхода, факторы, влияющие на эффективность зимнего содержания городских улиц и дорог, представляют в виде четырех подсистем: «дорожно-эксплуатационная служба -городская улично-дорожная сеть -транспортный поток - окружающая среда» (ДЭС-ГУДС-ТП-С) [3].
Аналогично задачи оперативного управления зимним содержанием
