СП РК 1.04-110-2017 Обследование, оценка технического состояния и сейсмоусиление зданий и сооружений

Настоящий свод правил распространяется на обследование, оценку технического состояния и сейсмоусиление эксплуатируемых и вновь возводимых зданий и сооружений всех типов, включая специальные, независимо от их ведомственной принадлежности, расположенных в сейсмоопасных зонах Республики Казахстан.

Положения настоящего свода правил не распространяются на техническое обследование газового, лифтового и иного инженерного оборудования, которое должно проводиться в соответствии с требованиями нормативных и методических документов специализированных организаций.

Соблюдение изложенных ниже правил, положений и параметров при обследовании, оценке технического состояния и сейсмоусилении зданий и сооружений создает условия для обеспечения сейсмостойкости, эксплуатационной надежности и долговечности зданий и сооружений.

Аварийно-восстановительные работы в чрезвычайной ситуации: Первоочередные работы в зоне чрезвычайной ситуации по локализации отдельных очагов разрушений и повышенной опасности, по устранению аварий и повреждений на сетях, восстановлению минимально необходимых условий для жизнеобеспечения населения, а также работы по санитарной очистке и обеззараживанию территории.

Авария в строительстве: Повреждение (обрушение) здания, сооружения в целом, его части, отдельного конструктивного элемента либо достижение конструкциями деформаций, превышающих предельно допустимые в процессе строительства или эксплуатации и угрожающих безопасности граждан, а также повреждение (обрушение) в результате природно-климатических воздействий (землетрясение, ветровой напор, оползень и т. п.), интенсивность которых не превышала расчетных значений; повреждение машин, механизмов, приспособлений и устройств, используемых при возведении зданий и сооружений.

Агрессивное воздействие: Воздействие агрессивной среды, вызывающей коррозию строительного материала.

Внешнее армирование композитными материалами: Установка наклеиванием на конструкцию изделий заводского изготовления из композитных материалов (ламинатов) или послойное наклеивание термореактивными адгезивами изделий из непрерывного углеродного или стеклянного волокна (холстов, сеток и других тканых материалов) с последующим отверждением и образованием однослойного или многослойного композитного материала.

Воздействие: Явление, вызывающее внутренние силы в элементах конструкций (от неравномерных деформаций основания, от деформации земной поверхности в районах влияния горных выработок и в карстовых районах, от изменения ползучести материала конструкций, от сейсмических, взрывных. влажностных и других подобных явлений).

Восстановление здания (сооружения): Комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение эксплуатационных качеств строительных конструкций и инженерных систем, состояние которых характеризуется значительными повреждениями, до уровня их первоначального состояния.

Дефект элемента здания: Неисправность (изъян) элемента здания, вызванная нарушением правил, норм и технических условий при его изготовлении, монтаже или ремонте.

Деформативность: Свойство податливости материалов к изменению первоначальной формы.

Деформация здания (сооружения): Изменение формы и размеров, а также потеря устойчивости (осадка, сдвиг, крен и пр.) здания или сооружения под влиянием различных нагрузок и воздействий.

Деформация конструкции: Изменение формы и размеров конструкции (или части ее) под влиянием нагрузок и воздействий.

Деформация основания: Деформация, возникающая в результате передачи усилий от здания (сооружения) на основание или изменения физического состояния грунта основания в период строительства и эксплуатации здания (сооружения).

Деревянные конструкции: Строительные конструкции, элементы которых выполнены преимущественно из древесины и соединены между собой врубками, шпонками, нагелями, болтами, металлическими креплениями, а также с помощью клея - клееные конструкции, изготовляемые индустриальными методами.

Долговечность: Способность здания (сооружения), строительных конструкций или их частей и элементов внутренних инженерных систем сохранять физические и другие свойства, устанавливаемые при проектировании и обеспечивающие его нормальную эксплуатацию в течение расчетного срока службы при надлежащем техническом обслуживании.

Железобетонные конструкции и изделия: Элементы зданий и сооружений, изготовляемые из железобетона и сочетания этих элементов.

Жесткость: Способность тела (или конструкции) сопротивляться деформированию.

Инженерная защита территорий, зданий и сооружений: Комплекс инженерных сооружений и мероприятий, направленный на предотвращение отрицательного воздействия опасных геологических, экологических и др. процессов на территорию, здания и сооружения, а также защиту от их последствий.

Исследования инженерно-геологические: Комплексное изучение и оценка геологических и гидрогеологических факторов (природных и вызванных деятельностью человека) с целью принятия соответствующих проектных решений и определения наиболее благоприятных мест размещения зданий и сооружений и условий производства строительных работ, а также мероприятий, обеспечивающих надежность зданий и сооружений от возможных геологических процессов.

Каменные конструкции: Несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений, выполненные из природного камня, кирпича или бетонных камней, а также из крупноразмерных сборных элементов (блоков, панелей).

Капитальный ремонт здания (сооружения): Ремонт здания с целью восстановления его ресурса с заменой при необходимости конструктивных элементов и систем инженерного оборудования, а также улучшения эксплуатационных показателей.

Каркас здания (сооружения): Стержневая несущая система, воспринимающая нагрузки и воздействия и обеспечивающая прочность, и устойчивость здания.

Класс бетона: Одно из нормируемых значений унифицированного ряда данного показателя качества бетона, принимаемого с гарантированной обеспеченностью (доверительной вероятностью).

Класс прочности арматурной стали: Установленное стандартом нормируемое значение физического или условного предела текучести стали.

Конструкции несущие: Строительные конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия и обеспечивающие прочность, жесткость и устойчивость зданий и сооружений.

Конструкция строительная: Часть здания, сооружения определенного функционального назначения, состоящая из элементов, взаимосвязанных в процессе выполнения строительных и монтажных работ. Строительная конструкция выполняет в здании (сооружении) несущие, ограждающие или другие функции либо совмещает некоторые из них (фундамент, стена, перекрытие, лестница, пол, воздуховод, санитарно технический узел, колодец, резервуар и т.д.).

Методы контроля конструкций неразрушающие: Комплекс физических методов диагностики элементов конструкций без их разрушения.

Надежность: Свойство (способность) изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных пределах, при заданных режимах работы и условиях использования, технического обслуживания, ремонта и транспортирования.

Натурные испытания: Испытания объекта в условиях, соответствующих условиям его использования по прямому назначению с непосредственным оцениванием или контролем определяемых характеристик свойств объекта.

Неразрушающий контроль: Определение характеристик материалов и изделий без их разрушения с целью получения информации о качестве изделий и объектов. Неразрушающий контроль обеспечивается различными методами дефектоскопии, основанными на использовании проникающих полей, излучений и веществ.

Обследование: Комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние,

Обследование объектов после землетрясения: 1. Оперативное обследование объектов с целью определения предварительных объемов повреждений и принятия решения по каждому объекту о возможности его восстановления, усиления или сноса; 2. Детальное обследование с подготовкой исходных материалов для разработки проектов восстановления или усиления объектов.

Ограждающие конструкции: Вертикальные (или наклонные) конструкции, разделяющие пространства внутри здания на отдельные объемы или ограждающие внутренний объем здания от внешней среды.

Основание сооружения: Массив грунта, непосредственно воспринимающий нагрузки от сооружения.

Повреждение конструкций: Событие, заключающееся в нарушении исправности строительной конструкции или ее части вследствие влияния внешних воздействий, превышающих уровни, установленные в нормативно - технической документации на конструкцию.

Предельное состояние: 1) состояние изделия, конструкции, сооружения, при котором его дальнейшее использование по назначению недопустимо или неэффективно, а восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно из-за высокой стоимости ремонта; 2) состояние, при котором конструкция, основание (здание или сооружение в целом) перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ (возведении).

Прогиб: Вертикальное (горизонтальное) перемещение точек и оси балки (арки, рамы, колонны и т.п.) под действием силовых, температурных и др. факторов.

Реконструкция: Перестройка здания, сооружения для улучшения его функционирования или комплекс мероприятий, предусматривающих увеличение объема производства на действующих предприятиях (станциях).

Ремонт здания капитальный: Ремонт здания с целью восстановления его ресурса с заменой при необходимости конструктивных элементов и систем инженерного оборудования, а также улучшения эксплуатационных показателей.

Сейсмичность зоны строительства - сейсмическая опасность зоны строительства, выраженная в целочисленных баллах по шкале интенсивности, прогнозируемая с заданной вероятностью превышения для участков со средними грунтовыми условиями.

Сейсмичность площадки строительства: сейсмическая опасность площадки строительства, выраженная в целочисленных баллах по шкале сейсмической интенсивности, прогнозируемая с заданной вероятностью превышения с учетом влияния местных сейсмотектонических, инженерно-геологических условий и топографических эффектов на параметры сейсмических воздействий.

Сейсмостойкое строительство, антисейсмическое строительство: Строительство зданий и сооружений, способных противостоять сейсмическим воздействиям во время землетрясений, сохраняя свои эксплуатационные качества.

Сейсмостойкость: Способность зданий или сооружений противостоять сейсмическим воздействиям без потери эксплуатационных качеств.

Сооружение: Искусственно созданный объемный, плоскостной или линейный объект (наземный, надворный и (или) подземный, подводный), имеющий естественные или искусственные пространственные границы, и предназначенный для выполнения производственных процессов, размещения и хранения материальных ценностей или временного пребывания (перемещения) людей, грузов, а также размещения (прокладки, проводки) оборудования или коммуникаций. Сооружение также может иметь художественно-эстетическое, декоративно-прикладное либо мемориальное назначение.

Состояние предельное: Состояние, при котором конструкции, основания, здания или сооружения перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ.

Углеволокно: Высокопрочный, высокомодульный, линейно упругий материал; применяется в виде холстов (wraps), а также лент или ламинатов (laminats).

Усиление конструкций зданий и сооружений: Повышение несущей способности конструкций существующих зданий и сооружений или их отдельных частей.

Устойчивость зданий (сооружения): Способность здания (сооружения) противостоять усилиям, стремящимся вывести его из исходного состояния статического или динамического равновесия.

Штукатурка торкретная: Специальная штукатурка высокой плотности из цементной растворной смеси, наносимой под давлением сжатого воздуха через сопло на обрабатываемую поверхность.

Оценка сейсмостойкости зданий и сооружений осуществляется на основании:

а) Прогноза сейсмического воздействия.

б) Оценки технического состояния здания (сооружения).

в) Заключения о сейсмостойкости здания (сооружения). Для оценки сейсмостойкости конструкций существующих зданий и сооружений проводятся следующие работы:

— выявление общего числа исследуемых объектов с проведением анализа характерных конструктивных схем и особенностей зданий (сооружений) массовой застройки с последующей классификацией отдельных объектов по характерным признакам с учетом их степени ответственности;

— исследование особенностей конкретного региона (местные, природные, строительные, социальные условия, прогнозируемые землетрясения);

— проведение натурных обследований зданий и сооружений;

— оценка фактической сейсмостойкости зданий (сооружений) с разработкой заключения с рекомендациями по обеспечению их сейсмобезопасности и эксплуатационной надежности.

Прогноз сейсмического воздействия включает в себя:

а) сейсмичность зоны строительства по списку населенных пунктов, приведенных в приложениях 2 и 3 [1].

б) сейсмичность площадки строительства, определяемую по действующим картам сейсмического микрорайонирования территорий; в зонах, для которых отсутствуют карты сейсмического микрорайонирования, сейсмичность площадки строительства допускается определять по табл.4.1 [1], исходя из сейсмичности зоны строительства и категории грунта по сейсмическим свойствам.

г) отчет об инженерно-геологических изысканиях на площадке строительства, в котором должна быть указана сейсмичность зоны строительства, категория грунтов по сейсмическим свойствам и уточненная сейсмичность площадки строительства.

Обследование и оценку технического состояния зданий и сооружений рекомендуется проводить группами специалистов в составе не менее 2-х человек. Это позволяет в значительной степени обеспечить объективную оценку техническогостр. 69 состояния объектов, обеспечить сбор возможно более полной информации и оперативность выполнения обследований с фиксацией и замерами повреждений, фотографированием объектов и т.п. Все участники групп по обследованию должны пройти специальный инструктаж по правилам техники безопасности (Приложение Б).

Техническое обследование зданий и сооружений включает предварительное (визуальное) обследование и детальное (инструментальное) обследование (п. 4.2 СП РК 1.04-101-2012 «Обследование и оценка технического состояния зданий и сооружений»).

На стадии предварительного обследования оценивают общее состояние строительных конструкций, выявляют видимые дефекты, производят обмеры, зарисовки и фотографирование, определяют стоимость намечаемых обследовательских работ для заключения договора с заказчиком.

Детальное обследование проводится с учетом результатов предварительного обследования. При этом предполагается использование средств и методов контроля (Приложение Г), требующих специальных знаний и соответствующей квалификации персонала. Детальное инструментальное обследование включает в себя комплекс работ, связанных с выявлением технического состояния несущих и ограждающих конструкций, включая определение их прочностных и динамических характеристик. Детальное обследование зданий и сооружений включает:

— наружный и внутренний осмотр объекта;

— оценку общего состояния здания (сооружения) и его отдельных частей;

— фиксация и замеры повреждений в несущих и ненесущих конструкциях и их сопряжениях;

— определение остаточных деформаций и просадок оснований и фундаментов;

— выявление характера развития деформаций во времени (с установкой маяков и повторным обследованием отдельных зданий, в первую очередь на слабых грунтах);

— для обмеров отдельных конструкций и их элементов используются рулетки, деревянные складные рейки с нанесенными на них делениями, наборы металлических линеек и угольников разной длины, штангенциркули, уровни, отвесы, лазерные дальномеры и т.д.;

— обмерные чертежи выполняются в масштабе1:100; чертежи фрагментов и узлов - в масштабе от 1:50 до 1:5.

— для измерения деформаций, кренов, сдвигов зданий и сооружений и их конструкций используют методы инженерной геодезии;

— геодезическая съемка конструкций зданий (сооружений) осуществляется при необходимости исполнителем технического обследования здания (сооружения);

— обоснование необходимости геодезической съемки должно быть отражено в техническом задании.

— техническое задание на проведение обследование здания (сооружения), в котором прописаны все этапы выполняемых работ, составляется исполнителем и визируется заказчиком.

При детальном обследовании оснований и фундаментов минимальное число отрываемых шурфов назначается исполнителем обследования, но их количество должно быть не менее указанных таблице 1.

Таблица 1 Минимальное число отрываемых шурфов при обследовании зданий Размер здания (в секциях) 1 2 3 Более 4 Число ш урфов 2 3 4 5 Примечания 1 За секцию принимается участок здания длиной не более 30 м. 2 Глубина шурфов, расположенных около фундаментов, не должна превышать глубины заложения подошвы более чем на 0,5 м.

Для проведения контрольных испытаний на сцепление кладки из кирпича выбираются участки, как правило, под оконными проемами; количество таких участков в каждом отсеке (секции) здания назначается исполнителем обследования, и оно должно быть не менее шести.

При проведении обследования стальных конструкций необходимо обратить внимание на узлы и детали с высокими местными напряжениями от сосредоточенных нагрузок, во всех случаях должно быть тщательно обследовано состояние сварных, заклепочных и болтовых соединений.

При проведении обследования деревянных конструкций прочностные характеристики древесины можно установить по виду материала пользуясь нормативными характеристиками, а также обратить внимание на качество выполнения и состояние металлических накладок, болтов, скоб, хомутов и др.

При обследовании стен полносборных зданий необходимо определить их конструкцию, прочность, трещиностойкость материалов стен, герметичность стыковых соединений. Прочность бетона панелей (блоков) определяют неразрушающим методом контроля с числом участков не менее 25. Места расположения закладных деталей и связей устанавливаются по проектной документации; вскрытию подлежит не менее 5 узлов. При осмотре вскрытых деталей следует определять качество сварки и омоноличивания их бетоном.

При детальном обследовании железобетонных каркасных конструкций расположение арматуры, ее диаметр и толщину защитного слоя в колоннах и ригелях каркаса устанавливается электромагнитным методом, а также иными неразрушающими методами, или вскрытием защитного слоя бетона; прочность бетона в колоннах и ригелях определяется неразрушающими методами. Минимальное число колонн и ригелей каркаса для определения прочности бетона назначается исполнителем обследования, но их количество должно быть не менее указанных в таблице 2.

Таблица 2 — Минимальное число колонн и ригелей каркаса для определения прочности бетона Размер здания, секции Железобетонный каркасстр. 71 До 3 этажей 4-5 этажей Более 5 этажей 1-2 2 3 4 3-4 3 4 5 Более 4 4 5 6

При обследовании конкретного объекта необходимо обращать внимание:

— на соблюдение проектных требований и качество выполнения строительно монтажных работ;

— на наличие и объем антисейсмических конструктивных мероприятий.

При замерах трещин и других повреждений используются рулетки (в том числе лазерные дальномеры), обычные линейки, отвесы, специальные лупы, микроскопы, штангенциркули и т.п.

На основании детального обследования составляется техническое заключение на здание (сооружение) о пригодности к дальнейшей эксплуатации и его соответствии современным нормативным требованиям по сейсмостойкости и эксплуатационной надежности (Приложение А).

В зависимости от физико-механического состояния грунтовой среды и несущих конструкций здания и сооружения объект обследования в целом может оцениваться как:

— пригодный к эксплуатации, когда грунт основания и несущие конструкции полностью отвечают нормативным требованиям по обеспечению прочности и надежности в течение расчетного времени;

— ограниченно пригодный 1-й категории, в случае, когда для обеспечения нормативных требований прочности и надежности необходимо выполнить ремонтно восстановительные работы или усиление, затраты на которые составляют до 25% балансовой (рыночной) стоимости объекта;

— ограниченно пригодный 2-й категории, когда общие затраты составят от 30% до 50% балансовой (рыночной) стоимости объекта обследования;

— ограниченно пригодный 3-й категории, когда общие затраты на реабилитацию объекта составят от 50% до 85% балансовой (рыночной) стоимости объекта обследования;

— непригодный к эксплуатации, когда грунт основания и несущие конструкции требуют выполнения большого объема ремонтно-восстановительных работ или усиления (реконструкции) с общими затратами более 85% балансовой (рыночной) стоимости объекта обследования.

Работы по оценке состояния объекта должны выполняться в следующем порядке:

— изучение проектной документации, включая архивные материалы;

— оценка поведения несущих конструкций с учетом макросейсмических данных о состоянии зданий и сооружений при ранее произошедших землетрясениях;

— определение расчетной сейсмичности площадки строительства по материалам новейших инженерно-геологических и сейсмологических исследований;

— составление плана обследования объекта с учетом его объемно-планировочного и конструктивного решения;

— визуальное и инструментальное обследование несущих конструкций, а при необходимости проведение инженерно-геологических изысканий на строительной площадке;

— определение ослабленных и недостаточно прочных элементов в составе несущих конструкций объекта с учетом расчетного сейсмического воздействия;

— разработка предложений по усилению несущих конструкций.

На основании результатов обследования дается оценка технического состояния объекта в целом, а также его несущих строительных конструкций по категориям работоспособности; разрабатываются рекомендации по усилению несущих конструкций; составляется проект усиления или реконструкции обследуемого здания или сооружения, который в последующем утверждается в установленном порядке.

При обследовании конструкций зданий (сооружений) со стенами из кирпича, мелких блоков и местных строительных материалов необходимо установить фактические данные относительно:

— фундаментов (тип и размеры, глубина заложения, конструкции фундаментов в местах расположения антисейсмических швов, техническое состояние гидроизоляции и др.);

— стен (вид камня, размеры камней или блоков, тип кладки, плотность заполнения швов и монолитность кладки, категория кладки по сейсмостойкости, ориентировочные данные о прочности стеновых материалов, наличие перевязки камней, плотность заполнения швов, наличие арматуры по высоте кладки, наличие в бутовой кладке прокладных рядов, усилений сопряжений и обрамления проемов камнями правильной формы;

— перемычек (тип и размеры перемычки, глубина заделки, качество раствора;

— перекрытий (тип и размеры, глубина заделки концов балок или плит перекрытий, анкеровка концов балок или плит, замоноличивание сборных железобетонных перекрытий);

— перегородок (тип и размеры, способ сопряжения со стенами и перекрытиями и др.);

— антисейсмических поясов (тип и размеры пояса, местоположения поясов поэтажно);

— конструкций крыш (их тип и размеры, наличие связей и др. конструкций, типы креплений и их состояние);

— кровли (материалы, конструкция, связь со стенами и др.);

— печей (тип и размеры, связь со стенами, конструкция основания и др.);

— дымовых труб (размеры, связь с крышей и др.).

При обследовании стен зданий и сооружений наиболее тщательному осмотру подлежат участки их взаимного сопряжения, опорные сечения простенков, центральные зоны широких и узких участков кладки, а также места сопряжений кладки с железобетонными элементами.

При обследовании стен зданий (сооружений) из сырцового кирпича, самана и шлакоблоков необходимо обратить внимание на:

— особенности устройства фундаментов;

— особенности устройства стен (из сырцового кирпича или саманные, деревянный каркас с заполнением из сырца или самана, шлакоблочные и шлакобетонные);

— плотность заполнения швов и монолитность кладки для стен из штучных материалов;

— возможные трещины в углах поперечных и продольных стен;

— тип перемычек и их сопряжения со стенами;

— конструкций крыш (их тип и размеры, наличие связей и др. конструкций, типы креплений и их состояние);

— кровлю (материалы, конструкция, связь со стенами и др.);

— печи (тип и размеры, связь со стенами, конструкция основания и др.);

— дымовые трубы (размеры, связь с крышей и др.) [8].

Оценка технического состояния обследованных объектов выполняется в соответствии с положениями п. 4.16 главы 4.

При описании конструктивного решения крупнопанельных, крупноблочных и объемно-блочных зданий (сооружений) следует обращать особое внимание на качество выполнения соединений (сварных, шпоночных и др.).

При обследовании крупнопанельных, крупноблочных и объемно-блочных зданий (сооружений) особое внимание следует обратить на:

— фундаменты здания (тип и размеры, глубина заложения, и др.);

— возможное образование трещин по контуру панелей и блоков;

— возможное образование трещин по контуру закладных деталей, шпонок и других соединений;

— возможное образование горизонтальных, вертикальных, наклонных и Х-образных трещин в панелях и блоках;

— возможное образование выколов бетона в углах и вблизи закладных деталей;

— возможное образование повреждений сварки в местах соединения закладных деталей, а также в местах соединения выпусков и закладных деталей;

— возможное образование повреждений бетона шпонок;

— возможное образование повреждений в плитах покрытия и перекрытия;

— особенности конструктивных решений лестничных клеток и их сопряжений с основными несущими конструкциями;

— особенности конструкций крыши и кровельного покрытия.

Оценка технического состояния обследованных объектов выполняется в соответствии с положениями п. 4.16 главы 4.

При обследовании каркасных зданий (сооружений) следует обратить внимание на:

— фундаменты здания (тип и размеры, отметку подошвы, и др.);

— особенности сопряжения элементов каркаса между собой и со стеновым ограждением;

— особенности армирования и бетонирования узлов сопряжения каркаса;

— особенности сопряжения стен и перегородок с элементами каркаса;

— наличие антисейсмических швов между отсеками здания и качество их выполнения;

— особенности конструктивных решений лестничных клеток и их сопряжений с основными несущими конструкциями;

— особенности конструкции крыши и кровельного покрытия;

— стеновое ограждение — навесные панели ограждения или кладка из штучных материалов, способы соединения ограждения с каркасом здания;

— в производственных зданиях — наличие кранового оборудования и состояние подкрановых конструкций в системе здания.

При обследовании железобетонных каркасных зданий (сооружений) особое внимание следует обратить на:

— возможное повреждение вертикальными и наклонными трещинами зон узловых сопряжений железобетонных каркасов;

— швы замоноличивания и прочность бетона несущих конструкций и узлов каркаса;

— возможные трещины в растянутой зоне бетона железобетонных балок, ригелей каркаса, плит перекрытий и покрытия;

— рифление торцевых поверхностей стыкуемых конструкций;

— замкнутость гнутых хомутов арматурных каркасов.

При обследовании металлических каркасных зданий (сооружений) особое внимание следует обратить на:

— степень провара сварных швов металлических элементов, наличие в опорных базах колонн и в местах сопряжения колонн со стропильными конструкциями местных прогибов, вмятин и повреждений элементов решетки;

— состояние анкерных креплений колонн в фундаментах;

— геометрические размеры элементов каркаса и их сечения;

— отклонения элементов от проектного положения;

— особенности выполнения металлических колонн (из прокатных или гнутых уголков, прокатных или гнутых швеллеров, или прокатных двутавров);

— в металлических фермах покрытия обратить внимание на искривление стержней и соосность связевых наклонных элементов;

— деформативность вертикальных и горизонтальных металлических связей в системе здания;

— состояние узлов опирания подкрановых балок на консоли колонн;

— прогибы верхних и нижних поясов ферм;

— степень и характер коррозии элементов ферм и их соединений;

— наличие антикоррозионного покрытия на элементах каркаса;

— наличие в конструктивных решениях связей металлического каркаса «энергопоглощающих» элементов и их эффективность для сейсмостойкости зданий и сооружений.

Оценка технического состояния обследованных объектов выполняется в соответствии с положениями п. 4.16 главы 4.

При обследовании зданий (сооружений) со стенами из монолитного бетона необходимо установить:

— тип, размеры, глубину заложения, состояние фундаментов;

— метод возведения здания (в скользящей или объемно-переставной опалубке);

— класс бетона и конструктивные особенности наружных и внутренних стен;

— конструктивные особенности и способ устройства перекрытий и покрытия;

— состояние узлов сопряжения вертикальных конструкций с горизонтальными;

— соблюдение при бетонировании стен требований технологических процессов;

— особенности конструкции крыши и кровельного покрытия.

При обследовании зданий (сооружений) со стенами из монолитного бетона особое внимание следует обратить на:

— наличие трещин в перегородках и в несущих стенах по рабочим швам бетонирования;

— возможные повреждения участков стен из-за срыва опалубки;

— возможные трещины в растянутой зоне бетона плит перекрытий и покрытия;

— участки взаимного сопряжения стен;

— особенности конструктивных решений лестничных клеток и их сопряжений с основными несущими конструкциями.

Оценка технического состояния обследованных объектов выполняется в соответствии с положениями п. 4.16 главы 4.

При обследовании зданий с несущими деревянными стенами необходимо обратить внимание на возможные:

— трещины, повреждения и обрушение штукатурки, обшивки и облицовки;

— нарушения сопряжений, остаточные деформации и перекосы конструкций здания в целом, деформации и сдвиги элементов кровли;

— трещины и повреждения в местах сопряжения стен, а также стен с перекрытиями, стен с жесткими элементами (печи, дымоходы и т.п.);

— прогибы перекрытий.

В деревянных конструкциях необходимо определить состояние древесины (гниль, жучковые повреждения), наличие гидроизоляции между деревянными и каменными конструкциями;

— состояние врубок и связи между венцами в срубах;

— сдвиг здания по цоколю.

Оценка технического состояния обследованных объектов выполняется в соответствии с положениями п. 4.16 главы 4.

Обследование балконов, эркеров, лоджий проводят осмотром, в ходе которого необходимо установить:

— расчетную схему конструкции балкона и материал несущих конструкций;

— основные размеры элементов балкона или карниза (длину, ширину и толщину плит, длину и размеры сечения балок, подвесок, подкосов, бортовых балок, расстояния между несущими балками);

— состояние несущих конструкций (трещины на поверхности плит, прогибы, коррозию стальных балок, арматуры, подвесок, сохранность покрытий и стяжек, уклоны балконных плит и др.);

— состояние балок и подкосов стен под опорными частями эркеров и лоджий, наличие трещин в местах примыкания эркеров к зданию, состояние гидроизоляции;

— состояние раствора в кладке неоштукатуренных карнизов в местах выпадения кирпича, наличие трещин в оштукатуренных карнизах;

— состояние стоек, консолей, подкосов, кронштейнов и подвесок, кровли козырьков. Осмотры проводят с помощью бинокля.

Обследование лестниц проводят осмотром, в ходе которого должны быть установлены:

— особенности конструкции и применяемые материалы;

— состояние участков, подвергавшихся реконструкции, сопряжений элементов, мест заделки несущих конструкций в стены, креплений лестничных решеток;

— деформации несущих конструкций;

— наличие трещин и повреждений лестничных площадок, балок, маршей, ступеней.

Для установления деформаций и повреждений лестниц из сборных железобетонных элементов необходимо выполнить вскрытия в местах заделки лестничных площадок в стены; опор лестничных маршей; для каменных лестниц по металлическим косоурам - в местах заделки в стены балок лестничных площадок. При наличии бескосоурных висячих каменных лестниц проверяют прочность заделки ступеней в кладку стен.стр. 77 При осмотре деревянных лестниц по металлическим косоурам и деревянным тетивам проводят вскрытие мест заделки балок в стены и зондирование деревянных конструкций для определения вида и границ повреждения элементов.

При обследовании кровель, деревянных стропил и ферм необходимо:

— установить тип несущих систем (настилы, обрешетки, прогоны);

— определить тип кровли, соответствие уклонов крыши материалу кровельного покрытия, состояние кровли и внутренних водостоков, наличие вентиляционных продухов, их соотношение с площадью крыш;

— установить основные деформации системы (прогибы и удлинение пролета балочных покрытий, углы наклона сечений элементов и узлов ферм), смещения податливых соединений (взаимные сдвиги соединяемых элементов, обмятие во врубках и примыканиях), вторичные деформации разрушения и другие повреждения (трещины скалывания, складки сжатия и др.);

— определить состояние древесины (наличие гнили, жучковых повреждений), наличие гидроизоляции между деревянными и каменными конструкциями. При обследовании металлических конструкций кровель выявляют степень коррозии и ослабления сечений, а также наличие прогибов. При обследовании железобетонных панелей и настилов чердачных перекрытий проводят оценку размеров обнаруженных трещин и прогибов. При обследовании чердачных перекрытий проверяют толщину слоя, влажность и объемную массу утеплителя (засыпки), наличие и плотность пароизоляции.

При прочностных испытаниях конструкций рекомендуется определять следующие физико-механические характеристики. Класс бетона, тип армирования и класс арматуры в несущих железобетонных конструкциях, характеристики стальных конструкций (при отсутствии сертификатов или недостаточности имеющихся в них данных), нормальное сцепление кладки по неперевязанным швам, прочность материала кладки, прочность образцов раствора, взятых из кладки. Прочность бетона определяется приборами по методике, изложенной в ГОСТ 22690 2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами» [4].

Армирование несущих железобетонных конструкций устанавливается вскрытием защитного слоя бетона и замером продольной и поперечной арматуры с помощью штангенциркуля и линейки, а также с использованием приборов на основе неразрушающих методов. В отдельных случаях образцы арматуры и элементов стальных конструкций вырезаются автогеном и испытываются на стандартных разрывных машинах.

Нормальное сцепление кладки по неперевязанным швам определяется по ГОСТ 24992-2014 «Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке [5].

Определение сейсмических воздействий должно выполняться в соответствии с СН РК ЕК 1998-1:2004/2012 «Проектирование сейсмостойких конструкций. Часть 1: Общие правила, сейсмические воздействия и правила для зданий» [2].

Сейсмическую опасность площадок строительства следует определять по картам сейсмического микрозонирования, составленным с учетом влияния местных сейсмотектонических, инженерно-геологических и топографических условий на параметры колебаний поверхности земли. При отсутствии карт сейсмического микрозонирования, сейсмическую опасность площадки строительства и параметры расчетного сейсмического воздействия допускается принимать по картам общего сейсмического зонирования или по списку населенных пунктов, исходя из сейсмической опасности соответствующей зоны и типа грунтовыхстр. 79 условий площадки строительства, установленного по результатам инженерно геологических изысканий [3].

Грунтовые условия площадок строительства следует классифицировать по сейсмическим свойствам в соответствии с данными таблицы 3.1 п. 3.2.1.1 НТП РК-08-01- 2012 [3], исходя из результатов инженерно-геологических изысканий.

Расчетные спектры упругих реакций Se(T) для горизонтальных и вертикальных составляющих сейсмического воздействия определяются в соответствии с положениями п. 3.3.2.5 НТП РК-08-01-2012 [3].

Для зданий и сооружений, запроектированных и построенных до введения в действие СН РК ЕК 1998-1:2004/2012 [2] и в переходный период, сейсмическая инерционная нагрузка (от собственного веса и полезной нагрузки) на здания и сооружения определяется в рамках теории сейсмостойкости на основе спектрального метода, применяемого при проектировании зданий и сооружений в сейсмических районах. Сейсмичность района строительства следует принимать по списку населенных пунктов и по картам общего сейсмического зонирования территории Республики Казахстан. Расчеты здания выполняются исходя из требований СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах» [1]. Коэффициенты надежности по нагрузкам принимаются согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» [6].

Сейсмобезопасность зданий существующей застройки следует оценивать исходя из соответствия их объемно-планировочных и конструктивных решений расчетным и конструктивным требованиям СНиП РК 2.03-30-2006 «Строительство в сейсмических районах» [1]. Соответствие зданий существующей застройки расчетным требованиям СНиП РК 2.03-30-2006 устанавливается с помощью коэффициента r s, определяемого по формуле rs = W/F, (8.1) где W — показатель, характеризующий фактическую расчетную несущую способность, рассматриваемой конструктивной системы; F — показатель, характеризующий требуемую по действующим нормам расчетную несущую способность рассматриваемой конструктивной системы.

Здания (сооружения) существующей застройки следует считать сейсмобезопасными, если их конструктивные решения соответствуют обязательным требованиям действующих норм, а коэффициент r s имеет значения, превышающие указанные в табл.10.1 [1].

Оценка сейсмостойкости объекта осуществляется на основе материалов обследования, предусмотренных главой 5 и расчетно-аналитической оценки, предусмотренной главой 8, и оформляется в виде экспертного заключения по техническому обследованию здания (сооружения) согласно Приложения 4. При оценке сейсмостойкости объекта следует руководствоваться следующими положениями [12]:

— сейсмостойкость здания (сооружения) определяется тем, что в нем за весь период эксплуатации, в течение которого возможны сейсмические воздействия, не наступают запредельные состояния здания (сооружения) в целом;

— запредельными для здания (сооружения) в целом являются такие состояния его конструкций, при которых не обеспечиваются хотя бы одно из следующих условий:

а) безопасность людей;

б) общая устойчивость здания(сооружения);

в) сохранность ценного оборудования и продукции;

г) не загрязнение окружающей среды (утечка вредных веществ);

д) возможность продолжения основного технологического процесса в остальных зданиях (сооружениях) предприятия;

е) возможность быстрого и экономически целесообразного восстановления поврежденных землетрясением конструкций. По результатам визуального и детального обследования здания (сооружения) составляется паспорт обследования объекта недвижимости (см. Приложение В). Если в результате анализа и обобщения всех материалов обследования объекта выявится, что он не в полной мере удовлетворяет требованиям сейсмостойкости, следует рассмотреть вопрос о целесообразности или нецелесообразности усиления конструкций. При этом принимаются во внимание экономические, технические, социальные и другие факторы.

В зависимости от эксплуатационных особенностей здания (сооружения) степени его ответственности, а также от состояния его конструкций возможны два способа усиления:

— частичное усиление, выполняемое в первую очередь и в сжатые сроки;

— полное усиление.

При частичном усилении выполняются мероприятия по обеспечению устойчивости здания (сооружения), закреплению элементов, обрушение которых может привести к гибели людей, а также другие работы, снижающие уровень и объем повреждений здания.

При полном усилении могут рассматриваться следующие варианты мероприятий:

а) изменение назначения здания, снижение степени его ответственности (уменьшение расчетной сейсмичности и, следовательно, увеличение возможных объемов и степени повреждений здания), что в ряде случаев позволяет допустить здание к эксплуатации без проведения работ по дополнительному усилению конструкций;

б) повышение несущей способности основных конструктивных элементов;

в) частичное изменение расчетной схемы здания (сооружения), если это изменение приводит к снижению усилий в основных элементах несущих конструкций;

г) включение в работу дополнительных энергоемких элементов, снижающих реакцию здания (сооружения) на сейсмические нагрузки;

д) введение в конструкцию дополнительных элементов (тяжей, связей, опор, рам и т. д), обеспечивающих совместную работу всех элементов несущих конструкций и повышающих их сейсмостойкость. Принятые технические решения для усиления оформляются в виде чертежей и рекомендаций по усилению, которые являются основанием для разработки проекта усиления здания (сооружения).

Ленточные бетонные (железобетонные) фундаменты усиливаются с двух сторон на всю высоту монолитными железобетонными слоями толщиной не менее 100 мм из бетона класса В15 на мелком заполнителе;

— арматурные сетки монолитных слоев усиления фундаментов выполнять из арматурных стержней диаметром 10 мм из стали класса А-III с размером ячеек 200х200 мм;

— арматурные сетки крепить к фундаментам при помощи Г-образных стержней диаметром 6 мм (сталь класса А-III), установленных в заранее просверленные отверстия глубиной 250 мм в шахматном порядке с шагом 600 мм; после установки анкеров отверстия заделать жестким цементно-песчаным раствором;

— арматурные сетки располагать на расстоянии не менее 20 мм от вертикальной поверхности фундаментов; длина отгибов Г-образных анкеров не менее 80 мм;

— при одностороннем усилении фундаментов (в месте расположения антисейсмического шва) толщину слоя усиления принять не менее 120 мм из бетона класса В15 на мелком заполнителе по двойным арматурным сеткам из стержней класса А- III диаметром 12 мм с размером ячейки 200х200 мм;

— в углах и в местах пересечений ленточных фундаментов сетки гнуть и заводить за угол не менее 1,0 м; длина нахлеста арматурных стержней должна быть не менее 200 мм;

— глубина отрытых вдоль фундаментов траншей не должна превышать глубины заложения фундаментов;

— работы по усилению фундаментов ведут отдельными захватками протяженностью не более 2,0 м.

Ленточные бутобетонные фундаменты усиливаются с двух сторон на всю высоту монолитными железобетонными слоями толщиной не менее 100 мм из бетона класса В15 на мелком заполнителе;

— арматурные сетки монолитных слоев усиления фундаментов выполнять из стержней диаметром 8 мм из стали класса А-III с размером ячеек 150х150 мм;

— арматурные сетки крепить к фундаментам при помощи Г-образных стержней диаметром 6 мм (сталь класса А-III), установленных в заранее просверленные отверстия глубиной 250 мм в шахматном порядке с шагом 600 мм; после установки анкеров отверстия заделать жестким цементным раствором;

— арматурные сетки располагать на расстоянии не менее 20 мм от вертикальной поверхности фундаментов, длина отгибов Г-образных анкеров не менее 80 мм;

— в углах и в местах пересечений ленточных фундаментов сетки гнуть и заводить за угол не менее 1,0 м; длина нахлеста арматурных стержней должна быть не менее 150 мм;

— глубина отрытых вдоль фундаментов траншей не должна превышать глубины заложения фундаментов [8],

— работы по усилению фундаментов ведут отдельными захватками протяженностью не более 2,0 м.

Усиление столбчатого фундамента под колонну каркаса осуществляется путем увеличения площади подошвы фундамента с устройством со всех сторон подошвы дополнительных приливов, новые части фундамента выполняют из железобетона согласно расчету;

— бетон для усиления принимают на класс выше бетона усиляемого фундамента;

— для совместной работы старых и новых частей фундамента соприкасающиеся поверхности тщательно омоноличивают;

— надежность соединения обеспечивают штрабами и анкерами; особо прочно анкеруют низ уширения;

— усиление столбчатых фундаментов с помощью свай осуществляется путем устройства свай по контуру существующего фундамента или под ним; такое усиление применяется при значительных и неравномерных осадках грунтов основания при существенном увеличении нагрузок на фундаменты, для повышения устойчивости основания в случае приложения к фундаментам значительных горизонтальных сил и т. д.

— выбор конструкции свай зависит от внутренних габаритов реконструируемого здания или сооружения, характера действующих нагрузок, конструкций усиливаемого фундамента, наличия соответствующего оборудования для производства свайных работ [16].

Усиление плитного фундамента выполняется следующим образом. Разрушенный участок плиты разбирают до неповрежденного бетона, при этом не менее чем на 120 мм обнажают концы имеющейся в конструкции арматуры и восстанавливают ее проектные характеристики с небольшим усилением (обычно от 5% до 10%), и далее осуществляют обетонирование бетоном класса на ступень выше, чем применялся ранее.

Сваи усиливаются с применением железобетонных обойм, с толщиной стенок не менее 100 мм. Такие обоймы устанавливаются по всей видимой длине сваи, плюс осуществляется их заглубление не менее чем на метр, в грунт. Железобетонная обойма представляет собой монолитную, замкнутую по периметру свайного столба конструкцию, за счет обжатия которой тела сваи достигается предотвращение распространения по нейстр. 83 трещин и уже существующих деформаций. Также обойма дополнительно увеличивает площадь свайной опоры, что приводит к росту ее грузонесущей способности.

Ростверк усиливают следующим образом: коррозия наружного слоя исправляется способом торкретирования — послойного нанесения цементного раствора под давлением после предварительной очистки поверхности и крепления арматурной сетки с ячейкой 50— 100 мм и диаметром проволоки 5—8 мм. Шпуры на поверхности ростверка высверливаются перфоратором; диаметр отверстий — от 4 мм до 8 мм. Для того, чтобы охватить как можно большую площадь ростверка, отверстия сверлятся в шахматном порядке. Расстояние между отверстиями — от 0,8 м до 1,5 м, глубина — 40% от общей толщины ростверка (при высверливании с двух сторон) и 75% (при высверливании с лицевой стороны).

В кирпичных зданиях следует различать несущие стены, обычно — это продольные стены, на которые опираются конструкции перекрытий и покрытий, и стены перпендикулярного направления — самонесущие; на восприятие сейсмической нагрузки работают и те, и другие.

— вследствие различной загруженности продольных и поперечных стен в зоне их сопряжения возникают повышенные скалывающие напряжения, для восприятия которых между стенами необходима надежная перевязка (связь); поэтому в сейсмостойких зданиях и сооружениях для усиления узла пересечения стен вводится горизонтальное армирование кладки; этому же служат и антисейсмические пояса;

— в случае устройства монолитных железобетонных перекрытий и покрытий возможно такое конструктивное решение объекта, при котором продольные и поперечные стены могут быть несущими;

— наружные стены имеют, как правило, большое число проемов, поэтому простенки являются элементами, воспринимающими повышенную горизонтальную нагрузку, а места опирания перемычек — это естественные зоны концентрации напряжений. Именно здесь возникают первые трещины;

— перекрытия в кирпичном здании играют роль диафрагм, обеспечивающих его пространственную жесткость. Объединяя и связывая стены, они распределяют горизонтальную сейсмическую нагрузку между стенами одного направления и служат опорой для стен другого направления, поэтому перекрытия сейсмостойких зданий должны быть замоноличены и надежно связаны со стенами.

В каменных зданиях и сооружениях при землетрясении обычно возникают следующие повреждения:

— отрыв наружной продольной стены здания от поперечных стен, об этом свидетельствует вертикальные трещины в местах их примыканиях;

— в наружных и внутренних стенах образуются косые и крестообразные трещины;

— в простенках помимо трещин часто расслаивается кладка, а в углах возле перемычек образуются выколы и даже обрушения кладки;

— в местах сопряжения металлических и железобетонных конструкций (балки перекрытий, обвязки, элементы лестничных клеток и лифтовых шахт) с каменной кладкой образуются различные выколы, расслоения, раздавливания и другие повреждения;

— в угловых соединениях и крестообразных пересечениях стен образуются вертикальные и ступенчатые (по шву кладки) трещины и нарушения монолитности кладки.

Перекрытия и конструкции лестниц, выполняемые, как правило, из сборного железобетона, получают повреждения в большинстве случаев в виде взаимного смещения смежных элементов, что происходит вследствие недостаточной прочности связей между ними: разрушение сварных соединений, отрыв закладных деталей из-за отсутствия достаточной анкеровки, плохая сварка, непрочный бетон или отсутствие замоноличивания стыков и т.д.

Поврежденный участок каменной кладки, нуждающийся в усилении в случае недостаточной его несущей способности может быть временно разгружен временными подпорками, а затем разобран и восстановлен более прочной кладкой за счет замены материала или введения дополнительного армирования кладки.

Усиление кирпичной стены с помощью армированной «рубашки» заключается в закреплении на поверхности кладки металлической арматурной сетки и последующего нанесения на эту поверхность слоя торкретбетона или простого набрызга цементно песчаного раствора марки не менее М100. Такой армированный слой с минимальной толщиной 30—40 мм может быть выполнен с одной или обеих сторон, а на столбах и узких простенках — со всех сторон.

В зданиях без монолитных антисейсмических поясов необходимо установить в уровне перекрытий с двух сторон стен плоские каркасы с продольной арматурой не менее двух стержней диаметром 10 мм из стали класса А-III при сейсмичности площадки 7 баллов и не менее двух стержней диаметром 12 мм из стали класса А-III при сейсмичности 8 и 9 баллов; поперечную арматуру принять из стержней диаметром 6 мм из стали класса А-I с шагом не более 200 мм; плоские арматурные каркасы связать с арматурными сетками усиления стен.

Металлический «корсет», иногда его называют обойма или бандаж, используется для восстановления или усиления кирпичных простенков и столбов. Поврежденная или недостаточно прочная конструкция каменной кладки плотно охватывается по всей высоте объемным металлическим каркасом в виде корсета и затем торкретируется или оштукатуривается цементным раствором. Для каркаса применяется уголок, полосовая или арматурная сталь. Перед устройством «корсета» удаляется старая штукатурка, проводится расчистка швов кладки на глубину 10— 15 мм и ее промывка струей воды. Желательно также инъецирование раствора внутрь растрескавшейся кладки, что должно выполняться после установки и закрепления металлического «корсета».

В случае необходимости восстановления или усиления перемычки, или разгрузки поврежденного участка стены или фундамента устраивается разгрузочная балка, как правило, из двух швеллеров номерами от 12 до 20 включительно.

Технология производства работ по устройству разгрузочной балки для восстановления или усиления стены и перемычек следующая:

— над подлежащим усилению участком стены выбирают с внешней или внутренней стороны горизонтальную штрабу, обычно глубиной в полкирпича;

— в штрабе на растворе М50 закрепляют металлический швеллер, имеющий два-три отверстия для стяжных болтов диаметром 20 мм;

— через эти отверстия стену просверливают насквозь;

— с противоположной стороны стены, ориентируясь на просверленные отверстия, выбирают вторую штрабу и устанавливают на растворе второй швеллер;

— оба швеллера скрепляют проходящими через стену болтами, после чего они могут выполнять функции разгрузочной балки;

— после установки разгрузочной балки под ее защитой разбирают, заменяют или усиливают недостаточно прочную конструкцию стены.

Укрепление стен металлическими тяжами используют при нарушении монолитности в пересечении наружных и внутренних стен, а также при отрыве наружных стен В случае, когда вертикальная трещина в углу по внутренней стене имеет небольшое раскрытие, но прослеживается на одном или нескольких этажах, устраивается укороченная страховочная стяжка. Если трещина в пересечении стен зияющая и тем более разорван антисейсмический пояс, а наружная стена имеет существенные отклонения в плане или по вертикали, то тяжи устраивают проходящими через все здание и снабжают стяжными муфтами.

— в первом случае в наружной стене по граням внутренней стены просверливают два отверстия, через которые пропускают тяжи из арматурной стали диаметром 16—20 мм, притягивающие снаружи здания горизонтальный отрезок швеллера. Для анкеровки тяжей на внутренней стене на расстоянии 1,5—2,0 м от внешней стены пробивают отверстие, в которое вмуровывают неравнобокий уголок или отрезок швеллера с отверстиями для тяжей. Тяжи должны прилегать плотно к внутренней стене, для чего в ней делают пазы для их размещения.

— во втором случае тяжи прокладывают через все здание и снабжают стяжными муфтами. Тяжи прокладывают по перекрытиям с шагом 3—6 м. На концах они снабжены жесткими шайбами-упорами размером в поперечнике около 0,3 м. В частности, это могут быть крестовины из уголка с полкой 100 — 120 мм.

Общий каркас, охватывающий здание, используют как средство для предотвращения обрушения поврежденных наружных стен. Основными элементами этой конструкции являются сплошные пояса, охватывающие здание в уровнях перекрытий и стянутые проходящими через здание тяжами, а также поддерживающие пояса стойки, располагаемые через 6— 12 м на самостоятельных фундаментах. Чтобы такой каркас выполнил свое назначение при землетрясении, стойки и пояса должны плотно прилегать к стене. Конструкция каркаса может быть металлической, сборной железобетонной или комбинированной. Для уменьшения сейсмической нагрузки на стены в каркас может быть введена раскосная решетка

Железобетонные конструкции в каменных зданиях и сооружениях (перекрытия, антисейсмические пояса, лестницы, монолитные включения и т.д.) могут быть повреждены или недостаточно прочны для восприятия ожидаемого сейсмическогостр. 86 воздействия. Основной способ восстановления или усиления таких конструкций заключается в следующем:

— расчищают поврежденные участки;

— по данным обследования и результатам расчетов выполняют восстановление или усиление арматурного каркаса;

— укрепляют соединительные элементы, а при необходимости устанавливают дополнительные связи;

— устанавливают опалубку и осуществляют замоноличивание конструкции бетоном класса на одну ступень выше класса бетона конструкции;

—разрушенные сборные железобетонные элементы (настилы, марши, косоуры и т.д.) удаляют и заменяют усиленными железобетонными изделиями или собираемыми по месту металлоконструкциями [17].

Несущие наружные и внутренние стены следует усиливать двухсторонними вертикальными слоями армированной штукатурки на цементно-песчаном растворе марки не ниже 100 толщиной не менее 40 мм по арматурным вязаным сеткам с размером ячейки 150х150 мм из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм из стали класса Вр-I;

— арматурные сетки крепить к стенам при помощи Z-образных стержней диаметром 6 мм (сталь класса А-I), установленных в заранее просверленные сквозные отверстия в шахматном порядке с шагом 600 мм; отверстия заделать после установки анкеров жестким цементным раствором;

— по верху стен и балок покрытия сетки связать между собой арматурными стержнями диаметром 6 мм класса А-I с шагом не более 300 мм;

— в углах стен и в местах их пересечений сетки гнуть и заводить за угол на величину не менее 1000 мм;

— смежные сетки устанавливать по вертикали и горизонтали внахлест (длина нахлеста не менее 150 мм);

— стержни смежных сеток связывать между собой вязальной проволокой;

— в дверных и оконных проемах необходимо установить с двух сторон стен плоские арматурные каркасы с продольной арматурой не менее двух стержней диаметром 10 мм из стали класса А-III; хомуты выполнять из арматурных стержней диаметром 6 мм из стали класса А-I с шагом не более 200 мм; плоские арматурные каркасы связать с арматурными сетками усиления;

— в зданиях без монолитных антисейсмических поясов необходимо установить в уровне перекрытий с двух сторон стен плоские каркасы с продольной арматурой не менее двух стержней диаметром 10 мм из стали класса А-III при сейсмичности площадки 7 баллов и не менее двух стержней диаметром 12 мм из стали класса А-III при сейсмичности 8 и 9 баллов; поперечную арматуру принять из стержней диаметром 6 мм из стали класса А-I с шагом не более 200 мм;

— плоские арматурные каркасы связать с арматурными сетками усиления стен [8 10].

Усиление покрытий зданий со стенами из сырцового кирпича, самана и шлакоблоков выполняется в следующей последовательности:

— с поверхности покрытия демонтировать существующие теплоизолирующие слои (например, из глины с соломой);

— усилить покрытие с помощью деревянного диагонального настила из досок толщиной не менее 30 мм;

— доски настила устанавливать снизу или сверху балок покрытия;

— в качестве утеплителя использовать облегченные теплоизолирующие материалы;

— в покрытии необходимо предусмотреть пароизоляцию из одного слоя пергамина или рубероида [8-10].

При усилении железобетонных каркасных зданий и сооружений следует соблюдать следующие положения:

— в первую очередь должны быть восстановлены и усилены узлы и элементы, несущая способность которых существенно уменьшена и угрожает обрушением конструкции;

— необходимо иметь в виду, что во избежание развития коррозии в железобетонном элементе даже незначительные его повреждения, в частности небольшие трещины, должны быть устранены путем их расчистки и затирки цементным раствором, а остающиеся на открытой поверхности металлические элементы стыков и усиления конструкций должны быть покрыты антикоррозионными составами;

— к оценке состояния железобетонных конструкций следует относиться с осторожностью, так как внешне небольшие трещины могут быть признаком серьезных повреждений в армировании, что создает угрозу внезапного разрушения элемента и конструкции в целом; поэтому необходимо учитывать следующее:

— при обследовании в процессе восстановительных работ должны быть предприняты мероприятия, предупреждающие возможность обрушения;

— следует различать повреждения (разрушения), вызванные высоким уровнем нагрузки, и повреждения вследствие имеющихся дефектов конструкций, возникших при их изготовлении или вследствие плохих условий эксплуатации, которые в последнем случае устраняются, как правило, простым восстановлением проектной прочности элемента конструкции (стыка);

— при выполнении работ по восстановлению прочности или усилению конструкция должна быть, по возможности, максимально разгружена.

В повреждениях элементов железобетонных конструкций следует различать четыре степени их состояния. Легкие повреждения — волосяные трещины и трещины раскрытием до 0,3 мм во всех конструкциях кроме большепролетных, в фермах и на опорах сборных большепролетных балок — до 0,1 мм, смещение сборных элементов на опорах на величину до 10% глубины опирания, отслоение или повреждение защитного слоя.стр. 88 Умеренные повреждения — трещины в элементах конструкций раскрытием от 0,3 мм до 0,5 мм, в фермах и на опорах большепролетных балок раскрытием от 0,1 до 0,3 мм; смещение сборных элементов на опорах до 20% глубины опирания, повреждение стыков сборных конструкций без существенного смещения стыкуемых элементов. Тяжелые повреждения — трещины раскрытием более 0,8 мм в обычных конструкциях, трещины от 0,5 до 0,8 мм в преднапряженных балках, от 0,3 до 0,5 мм в фермах; разрушение защитного слоя вследствие сжатия с оголением арматуры, наклонная трещина по всему сечению элемента раскрытием более 1 мм, разрушение отдельных стыков со смещением соединяемых элементов. Разрушения - повреждения бетона по всему сечению элемента с выпучиванием или разрывом арматуры, в том числе с возможным сдвигом смежных сечений; трещины на опорах пролетных конструкций (балки, фермы и т.п.) с выходом на нижнюю грань, с выколом бетона и оголением арматуры; трещины в элементах фермы раскрытием более 0,5 мм.

Работы по восстановлению или усилению железобетонных конструкций выполняют с использованием металла разного сортамента, начиная от арматуры и кончая крупными прокатными профилями, а также бетона высокого класса (выше В25) и полимерных составов.

Для восстановления разрушенного плоского участка стены, оболочки или перекрытия разбирают конструкцию до неповрежденного бетона, при этом не менее чем на 120 мм обнажают концы имеющейся в конструкции арматуры и восстанавливают ее проектные характеристики с небольшим усилением (обычно от 5% до 10%), и далее осуществляют обетонирование бетоном класса на ступень выше, чем применялся ранее.

Восстановление или усиление элементов перекрытия и несущего каркаса здания выполняют с увеличением проектного сечения конструкции. Общая последовательность проведения работы заключается в следующем: удаляют бетон и восстанавливают арматуру на поврежденных участках конструкции; выполняется насечка поверхности бетона (или даже полное удаление защитного слоя) на всем усиливаемом элементе; элемент дополнительно армируется с установкой хомутов и распределительных стержней и бетонируется в опалубке или торкретируется. Такой способ является наиболее надежным. если устраиваемая железобетонная оболочка полностью охватывает проектное сечение элемента.

Увеличение несущей способности железобетонной конструкции в большинстве случаев достигается усилением ее прокатным металлом. При этом поврежденный элемент укрепляют достаточно жесткой конструкцией из уголка, швеллера или другого профильного металла, соединенного с ним, что позволяет существенно уменьшить усилия в железобетоне. Очень часто усиливаемый элемент просто охватывается металлическим бандажом, конструкция которого жестко присоединяется к железобетону и в последующем обетонируется либо покрывается защитным составом.

Дополнительный несущий элемент применяют для усиления главным образом балок перекрытия. При этом создается самостоятельная металлоконструкция, частично или полностью разгружающая железобетонный элемент. В качестве такой конструкции применяют балку, шпренгель, ферму, дополнительную стойку, раму и т.д.стр. 89 Такую конструкцию включают в рабочее состояние путем подклинивания или натяжения винтовыми устройствами. [17].

Усиление подкрановых балок может осуществляться следующими способами:

— изменением конструктивной схемы;

— увеличением площади сечения;

— местное усиление. Изменение конструктивной схемы может быть выполнено:

— подведением дополнительных опор или подкосов;

— превращением статически определимых однопролетных балочных систем в неразрезные многопролетные;

— введением новых стержневых элементов для изменения статической схемы и превращением ее в шпренгельную систему.

Подведение и установка дополнительных опор или подкосов позволяет уменьшить величину пролета и за счет этого повысить несущую способность подкрановых балок в 2—4 раза и ликвидировать прогибы. Этот способ усиления возможен при наличии свободного пространства под усиливаемой конструкцией, а также при аварийном усилении. Установку стационарных дополнительных опор необходимо осуществлять на самостоятельный фундамент. Превращение статически определимых однопролетных подкрановых балок в неразрезные многопролетные повышает несущую способность усиливаемой системы на 15-20%. Процесс усиления должен производиться при полной или частичной разгрузке усиливаемой подкрановой балки.

Наиболее эффективными являются варианты усиления подкрановых балок превращением их в шпренгельные системы или предварительно напряженными высокопрочными затяжками. Шпренгельные системы изготавливаются треугольными, трапецеидальными и с ломанным поясом. Передача усилий от подкрановых балок на треугольный шпренгель происходит через вертикальную стойку, установленную в середине пролета, а в трапецеидальных шпренгелях — через две стойки, которые размещают в местах перелома шпренгельного пояса и которые позволяют более равномерно воспринимать нагрузку. В местах передачи усилий в балках устанавливают элементы усиления в виде поперечных ребер, которые препятствуют местному изгибу стенки балки.

Усиление и восстановление металлических конструкций в сейсмических районах должны выполняться по специально разработанному проекту, который предварительно рассмотрен и одобрен в органах Госэкспертизы. Проект должен включать рекомендации по производству ремонтно-монтажных работ и разработке ППР настр. 90 усиление металлических конструкций. Восстановительные работы в простейших случаях могут быть проведены путем воссоздания ранее существовавшей конструкции с использованием типовых решений восстановления и рекомендуемых способов усиления. Металлоконструкция перед восстановительными работами должна быть максимально разгружена.

Перед принятием решения о способе восстановления конструкции используемый металл должен быть проверен на свариваемость и определены его прочностные характеристики. При не свариваемости металла следует предусматривать соединение элементов конструкции на болтах.

Поврежденные при пожаре металлоконструкции к дальнейшей эксплуатации не допускаются, а металл после их демонтажа в строительстве не должен использоваться.

Усиление металлических конструкций часто выполняют установкой дополнительных связей, ребер, диафрагм, распорок и т.п. и применяют для восстановления или усиления пространственной системы большепролетных несущих металлоконструкций. Установка дополнительных связей также способствует лучшему распределению усилий между плоскими несущими конструкциями, составляющими пространственную систему

При повреждении стыков, изменении конструктивной схемы, увеличении нагрузки на конструкцию и т.п. применяют усиление соединений элементов. Усиление соединений может осуществляться путем сварки или использованием высокопрочных болтов.

Для повышения несущей способности конструкций при восстановительных работах допускается применять метод наращивания сечения усиливаемых элементов, при котором должны соблюдаться следующие основные правила:

— усиление сечения конструкции производить таким образом, чтобы сохранялось проектное (первоначальное) положение оси центра тяжести сечения;

— в растянутых элементах усиление должно быть доведено до узлов крепления;

— усиление изгибаемых элементов достаточно выполнить на участках, перекрывающих зону максимальных моментов, при этом сварку по присоединению усиливающих элементов следует начинать с растянутой зоны;

— внецентренно сжатые элементы должны быть усилены так, чтобы уменьшить эксцентриситет в рабочем сечении;

— варианты усиления сечения должны выбираться из соображений обеспечения, прежде всего, требуемых условий эксплуатации и надежности конструкций при их дальнейшей эксплуатации, а также приемлемых условий для проведения ремонтно монтажных работ.

Для экстренного усиления металлического элемента, а также при отсутствии металла или сварочного оборудования допускается временно использовать пиломатериалы, а также прочие приемлемые подручные средства, материалы и изделия, которые соединяются между собой хомутами или болтами для обеспечения требуемых условий эксплуатации и надежности конструкций при их дальнейшей работе. Усиление швеллерной балки возможно осуществить ее обетонированием с дополняющим арматурным каркасом, прикрепленным к балке; усиление элементов верхнего поясастр. 91 металлической фермы несложно выполнить размещением между уголками сплошной полосы, которую соединяют прерывистой сваркой с двух сторон; при необходимости можно усилить выборочно элементы фермы при недостаточном восприятии ими сейсмических и других нагрузок.

Изменение конструктивной схемы является наиболее радикальным способом увеличения несущей способности существующей конструкции. Это усиление связано с введением дополнительных несущих элементов и, как следствие, с изменением напряженного состояния основных частей конструкции: введение подкосов изменяет характер напряжений в ригелях и стойках рамной конструкции; устройство шпренгеля позволяет эффективно уменьшить пролетный момент в балке, а создаваемое при этом осевое обжатие балки практически не существенно; установка опорной стойки в пролете фермы позволяет значительно уменьшить напряжения в ее поясах и качественно изменить работу решетки (однако в последнем случае возникает необходимость усиления некоторых узлов и элементов). При изменении расчетной схемы конструкции ее необходимо пересчитать с учетом внесенных изменений и произвести усиление элементов и узлов в соответствии с полученными результатами расчета.

Усиление подкрановых металлических балок способом увеличения площади сечения производят путем прикрепления на сварке или болтах к полкам или стенке балок элементов усиления в виде труб, прокатных уголков или стальных пластин. Для эффективного использования металла элементы усиления целесообразно располагать симметрично. При увеличении крановых нагрузок усиление элементов сечения подкрановых балок производится в соответствии с результатами ее расчета с учетом изменения нагрузки, конструктивного решения и фактического состояния.

При восстановлении или усилении металлических конструкций необходимо соблюдать следующие правила:

— основанием для проектирования усиления металлоконструкции служат материалы натурных обследований, включающие дефектную ведомость со схемами повреждений и предварительные оценки состояния несущих элементов объекта;

— обследование (освидетельствование) конструкции начинается с изучения имеющейся проектной документации и материалов по ее эксплуатации.

— при натурных обследованиях тщательно измеряется каждый элемент конструкции; сварные швы и прилегающая к ним зона металла осматривается с помощью лупы, причем эта зона на ширину до 20 мм должна быть расчищена от краски и ржавчины до металлического блеска, высота сварного шва устанавливается с помощью специального шаблона (калибра);

— работы по усилению следует выполнять при отсутствии временных нагрузок с установкой, в случае необходимости, дополнительных опор или других разгружающих устройств для предотвращения обрушения.

— работы по усилению выполняются при наружной температуре не ниже минус 15°С для обычной стали и не ниже минус 5°С для стали кипящей плавки.

— запрещается применять комбинированные соединения, в которых часть усилий воспринимается заклепками и болтами, а часть — сварными швами.

Мелкие трещины в панелях, вызванные землетрясением, ликвидируют зачеканкой или затиркой цементным или полимерным раствором с прочностными характеристиками на 20% выше прочности бетона несущих элементов панели.

Панели с трещинами, образовавшимися в результате воздействия землетрясения интенсивностью менее расчетного значения, свидетельствуют о недостаточной прочности конструкций. Поэтому они должны быть демонтированы или усилены одним из следующих способов:

— устройством внешнего металлического каркаса, работающего совместно с конструкциями здания;

— усилением поврежденных панелей арматурными сетками с покрытием слоем торкретбетона.

Выколы и местные повреждения восстанавливают и усиливают в каждом конкретном случае индивидуально, приваривая к арматурному каркасу выпуски из профильного металла и арматуры с последующим бетонированием поврежденного участка бетоном класса, не менее установленного проектом значения восстанавливаемой конструкции.

Оторвавшиеся от поперечных стен наружные панели стягиваются тяжами, пропущенными насквозь через все здание, или укороченными стяжками с упорами на торцы внутренних проемов поперечных стен.

При разработке проектов восстановления (усиления) крупнопанельных зданий возможно использование как одного, так и нескольких различных способов. Наружные и внутренние стены и их пересечения (вертикальные стыковые соединения) рекомендуется восстанавливать (усиливать) с помощью: железобетонных и растворных армированных односторонних или двухсторонних рубашек; сеток в слое прочного цементного раствора в пределах поврежденного участка стены или узла; металлических скоб, накладок и уголков; железобетонных шпонок; инъецирования обычных цементных и специальных растворов; полимер армированных шпонок (ПАШ); наклейки стеклоткани.

Железобетонные обоймы применяются в случае недостаточной несущей способности панелей. Обычно они устраиваются на всю ширину и высоту стены Толщина бетонных слоев, марка бетона и количество арматуры в виде плоских сварных сеток определяется расчетом. В варианте двухсторонних рубашек сетки объединяются между собой посредством стержней диаметром не менее 6 мм, пропускаемых в сквозные отверстия диаметром не менее 12 мм. Шаг отверстий не должен быть меньше 500 мм. Более редкое размещение соединительной поперечной арматуры ухудшает совместность работы железобетонных слоев.

Сетки армирования бетонных односторонних слоев могут крепиться к обнажаемой арматуре каркасов панелей, либо с помощью специальных анкеров, заделываемых в отверстиях прочным раствором. В любом случае необходимо обеспечивать зазор между поверхностью стены и сеткой с целью образования защитного слоя и создания условий наиболее эффективной работы сетки.

В случае возникновения в панелях отдельных и не очень протяженных трещин возможен вариант с применением локальных сеток, размещаемых в пределах трещин. Такой способ восстановления требует устройства штраб глубиной 25—30 мм для размещения сеток в слое прочного цементного раствора заподлицо с поверхностью панели. Крепление сеток производится либо к обнаженной арматуре панелей, либо с помощью поперечной соединительной арматуры в виде шпилек диаметром 3—5 мм из стали Вр-I или Вр-II. После установки стержней в отверстия производится их зачеканка раствором той же марки, что и раствор армированного сеткой слоя. Раствор следует принимать не ниже марки 100. Расстояние от конца трещины до торца сетки принимается не менее 300 мм. Напуск сетки в каждую сторону от трещины должно быть порядка 150 мм. Сетка с размером ячейки 150x150 мм крепится к панели поперечной арматурой с шагом не более 200 мм в обоих направлениях. Скобы выполняются из арматуры класса А- I диаметром, принимаемым по расчету. П-образные скобы пропускаются сквозь отверстия, размер которых следует увеличивать против диаметра арматуры на 10 мм, чтобы иметь возможность зачеканить отверстие раствором. По поверхностям панелей между отверстиями пробиваются борозды глубиной не менее, чем на 5 мм превышающие диаметр скобы. Выступающие из отверстий свободные концы скоб загибаются и свариваются между собой. Борозды заполняются раствором заподлицо с поверхностью панели [7].

Усиление панелей металлическими скобами, как показали опыты, могут рассматриваться в качестве достаточно надежного решения, способного предотвратить полную потерю несущей способности поврежденной стеновой панели от последующих сейсмических воздействий. Пластины, как и скобы, должны размещаться в специально подготовленных выемах, пересекающих трещину под прямым углом. Пластины следует устанавливать попарно, соединяя их через сквозные отверстия в панелях стяжными болтами или привариваемыми к пластинам стержнями арматуры. Болты или арматура, а также пластины устанавливаются на прочном цементном растворе. Вместо обычных могут применяться полимеррастворы. Марка раствора должна приниматься не менее 100. В промежутках между пластинами трещины могут инъецироваться цементным либо полимеррастворами. Возможна также расчистка трещин под У-образное поперечное сечение для последующей расшивки раствором.

При недостаточной прочности стыков панелей между собой их усиление можно осуществить следующим образом:

— установкой металлических скоб из арматурной стали диаметром 8— 12 мм в специально прорезанные в двух смежных панелях пазы, шириной 20—30 мм и глубиной, достигающей поверхности рабочей арматуры панели; скоба устанавливается с петлеобразным охватом рабочей арматуры панели (при необходимости, соединение скобы с арматурой осуществляют с помощью электросварки); установленная скоба зачеканивается бетоном или раствором с прочностью, равной прочности бетона панели;

— с помощью шпоночных соединений; шпонки могут быть сквозными и устанавливаемыми с двух сторон панели. Армируются эти элементы восстановления плоскими и пространственными каркасами. Двухсторонние шпонки должны обязательно связываться поперечными стержнями для создания условий совместной работы. Сквозныестр. 94 шпонки предпочтительно делать типа "ласточкиного" хвоста в целях повышения надежности заделки их в теле панели. Неперехваченные участки трещин желательно заинъецировать цементным раствором. Во избежание появления трещин по контакту старого и нового бетонов желательно использовать расширяющиеся цементы.

Поврежденные стыковые соединения можно усилить локальным (в пределах определенного расстояния от угла пересечений стен) торкретированием по сетке бетона и раствора. Ширина полосы торкретирования принимается не более 500 мм для удобства установки соединительной поперечной арматуры. Диаметр арматуры сеток усиления рекомендуется устанавливать на основании расчета из условия восприятия элементами восстановления сдвигающих усилий в стыке. Остаточную несущую способность стыка рекомендуется учитывать в размере не более 0.2Ш.3 от первоначальной. При ремонте межпанельных швов непрочный раствор заделки стыка должен быть заменен новым с последующей герметизацией шва тиоколовой мастикой. При нанесении тиоколовой мастики поверхностным способом выполняются следующие работы:

— наружная поверхность стыка и примыкающие участки стеновых панелей шириной 60 мм очистить от наплывов цементного раствора, окрасочного слоя, пыли, жирных пятен и др.;

— герметизируемые поверхности огрунтовывают тиоколовой мастикой с повышенным содержанием растворителя; тиоколовая мастика наносится слоем 3 мм с заходом за края кромок устьев швов на 30—40 мм;

— защитное покрытие устраивают из перхлорвиниловой краски или стеклоткани, наклеиваемой на тиоколовую мастику и окрашиваемую полимерными красками [14].

Для восстановления узлов пересечений внутренних стеновых панелей изготовляют уголки из полосовой стали шириной 50—80 мм и толщиной 5—8 мм, которые устанавливают в специально подготовленных выемах в панелях на прочном цементном растворе марки не ниже 100. Стяжными болтами уголки прижимаются к панелям, после чего выемы с уголками заполняются раствором заподлицо с поверхностью панели. Перед постановкой уголков поврежденный или разрушенный бетон замоноличивания удаляется и заменяется либо бетоном (в случае повреждения больших объемов), либо цементным раствором указанной выше марки. Трещины могут быть заинъецированы обычным цементным или полимерраствором. В этом случае несущая способность узла пересечения при сдвиге может быть восстановлена практически на 100%. Шаг уголков и диаметр стяжных болтов принимается по расчету на восприятие сдвигающих усилий, действующих в месте пересечения стен.

ПАШ (полимер армированные шпонки) в пересечениях наружных, внутренних панелей стен и перекрытий могут располагаться как изнутри, так и снаружи здания. Однако следует учитывать, что введение их в стык между наружными и внутренними стенами в районах с низкими зимними температурами вызовет снижение теплозащитных функций ограждения. Поэтому наружное размещение ПАШ более оправданно применять в районах с незначительными отрицательными температурами. Благодаря конструктивному решению полимер армированные шпонки обладают в определенной мере универсальностью: они используются для подкрепления вертикальных, горизонтальных стыков, связей наружных стен с перекрытиями.стр. 95 Одновременно с восстановлением (усилением) связей с перекрытиями в последнем случае будут воссоздаваться (или создаваться) связи между панелями в горизонтальном шве. В поврежденной трещинами панели под прямым углом к ней подготавливаются шпоночные выемы, в которых с соответствующими зазорами устанавливаются или отдельные стержни, или плоские сварные каркасы. После установки опалубки из бумаги или картона шпонки заполняются полимер растворами. Шпонки могут быть односторонними и двухсторонними. Прочность сцепления полимеррастворов с бетоном столь велика, что не требуется постановка дополнительной поперечной связующей арматуры. Армирование шпонок подбирается в зависимости от действующих в плоскости трещины усилий [7, 13].

Несущие стены в зданиях при бескаркасных конструктивных схемах, являются основными вертикальными несущими элементами и одновременно служат ограждающими конструкциями.

Основные дефекты и повреждения, которые встречаются в зданиях из монолитного железобетона после землетрясения:

— недостаточная несущая способность участков стен (простенков) для восприятия сейсмических нагрузок;

— характерные трещины в стенах, возникающие при неравномерных осадках фундаментов и оснований, вызванных землетрясением;

Устраняются дефекты в стенах из монолитного бетона путем усиления простенков и участков стен стальными обоймами или железобетонными рубашками.

Стальные обоймы, как правило, устраивают из прокатных уголков, устанавливая их в каждом углу сечения простенка. Уголки усиления подбирают по расчету, исходя из перегрузки стены. Стальные уголки обоймы стягивают между собой по граням поперечного сечения простенка стальными планками, предварительно нагретыми до температуры 250—300°С. В верхней и нижней частях стальные обоймы соединяются со стенами распределительными уголками, обеспечивающими передачу усилий.

Для усиления стен из монолитного бетона железобетонными рубашками применяют плоские каркасы из круглой арматурной стали диаметром 6— 12 мм при шаге поперечных стержней по высоте не более 150 мм. Шаг устанавливаемых вертикальных арматурных стержней составляет 200—250 мм. В обоймах необходимо предусматривать шпильки, пропущенные сквозь отверстия, просверленные в простенке (стене), стягивающие элементы усиления. Толщина слоя бетона обоймы усиления должна подбираться расчетом. При этом возможно использование торкретбетона. Из опыта выполнения проектов усиления известно, что устройство обойм усиления позволяет увеличить несущую способность простенков в 1,5—2,5 раза.

Для предотвращения разрушения стены во время ее подготовки к бетонированию, т. е. при удалении рыхлого бетона, расчистке каверн и трещин, сверлении отверстий по обеим плоскостям стены предусматривается установка защитных рам из прокатных металлических швеллеров с шагом стоек 1,5—2,0 м.

Деревянные здания высотой в один - два этажа, построенные в виде деревянного сруба (четырех-, пяти- или шести стенного) из бревен и бруса, выдерживают землетрясения интенсивностью 7, 8 баллов без существенных повреждений несущих конструкций, а при землетрясениях в 9 баллов отмечается смещение с каменного фундамента незаанкеренных нижних венцов, а также взаимное перемещение отдельных рядов незакрепленных бревен (брусов) по отношению друг к другу.

Деревянные каркасные здания (с подкосами и двухсторонней обшивкой с легким несгораемым утеплителем) при землетрясении интенсивностью 7 баллов не получают повреждение; при восьми балльных землетрясениях отмечаются повреждения в узлах деревянного каркаса и в местах свободного опирания балок перекрытия на рамы каркаса, а при 9-ти балльном землетрясении разрушаются ослабленные врубками узлы рамно-связевого каркаса.

Конструкции из дерева (фермы, каркасы) в комплексных зданиях и сооружениях повреждаются в узлах, стыках и в перегруженных элементах, однако их обрушение при расчетном сейсмическом воздействии в основном не наблюдается.

Восстановление конструкций деревянных зданий заключается в разборке поврежденного элемента и его замене на равнозначный или более прочный.

Смещенные с фундамента венцы бревенчатого или брусчатого здания возвращают на прежнее место домкратами, либо тросами, натяжение в которых создаетсястр. 97 лебедками или усилием достаточно мощного строительного механизма. Установленные в проектное положение венцы стен закрепляют по углам здания к фундаменту анкерными креплениями в виде металлических стержней диаметром 16— 18 мм.

Усиление бревенчатых (брусчатых) и каркасных зданий выполняют дополнительной обшивкой наружной поверхности стен шпунтованными досками (вагонкой) под углом к оси венцов бревенчатых зданий или к направлению досок первоначальной обшивки каркасных зданий.

Если осуществляется переборка венцов бревенчатых (брусчатых) зданий, то в качестве усиления стен рекомендуется осуществить дополнительное взаимное крепление венцов через 1,0— 1,5 м с помощью шпонок диаметром 15—20 мм из твердых сортов дерева или металлических штырей диаметром 6—8 мм, входящих в нижележащее бревно (брус) не менее чем на 50 мм.

Усиление отдельных поврежденных конструкций осуществляют их заменой на более прочные элементы или их укреплением, например, металлом. Усиление поврежденных стыков рекомендуется выполнять в виде металлических башмаков и обойм, исключающих скалывающие деформации.

Каменные печи и дымовые трубы усиливают металлическим каркасом из уголков. В уровне этажей усиливаемый каркас крепят к конструкциям перекрытия и покрытия через огнеупорный изоляционный материал (стеклоткань, минераловатную плиту, асбестовый лист и др.) [17].

Частичный или полный ремонт деревянных конструкций чаще всего связан с некачественной их защитой от непосредственного увлажнения атмосферными или техногенными водами, плохой термо- и пароизоляцией, отсутствием систематической просушки древесины, неудовлетворительной защитой от гниения и энтомологических разрушителей. В связи с этим для длительной безопасной эксплуатации деревянных конструкций необходимо создать вокруг них соответствующие температурно-влажностные условия. Если это невозможно по технологическим или другим соображениям, деревянные конструкции следует тщательно обработать ядохимикатами, т.е. антисептировать.

Защита деревянных конструкций от возгорания осуществляется специальными огнезащитными составами - антипиренами. В огнезащитные составы могут добавляться антисептики, которые не снижают огнезащитных свойств состава и позволяют осуществить комбинированную защиту деревянных конструкций от возгорания и гниения.

Наиболее уязвимыми местами загнивания деревянных конструкций являются опорные узлы и крепления. Устранение загнивания достигается прокладками из рубероида, антисептированием древесины, созданием условий, не допускающих увлажнения древесины. Подтягивание болтов соединений, тяжей, затяжек, стяжных муфт производится при обнаружении провисания, неравномерности натяжения отдельных элементов и при уменьшении жесткости деревянных конструкций.

При поражении гнилью опорных частей отдельных балок перекрытий взамен обрезанного сгнившего конца устанавливают две накладки из досок, сечениестр. 98 которых определяется расчетом и должно быть несколько больше, чем сечение существующей балки.

При большом объеме повреждений применяют прутковые протезы, которые изготовляют заранее в мастерских. Длину протезов принимают на 10% больше двойной длины обрезанного конца балки. Опорные части выполняют из швеллеров (№20-30 — для балок междуэтажных перекрытий, №12-16 — для чердачных перекрытий). Для установки прутковых протезов под дефектные балки подводят временные опоры, разбирают деревянное перекрытие по ширине на 0,75 м снизу и на 1,5 м сверху от стены, спиливают поврежденный участок балки по длине примерно на 0,5 м, заводят протез в опорную нишу и скрепляют его с балкой гвоздями. Новую древесину должны применять в воздушно-сухом состоянии, а также обрабатывать огнезащитными составами и антисептиками.

При незначительных дефектах деревянных перекрытий их ремонт осуществляют протезированием, наращиванием сечения балок, частичной заменой черного или чистого пола. Протезирование применяют при поражении гнилью или жучками небольших участков балок. Оно заключается в аккуратном вырезании дефектного участка и установкой на гвоздях (болтах) новой древесины. Места усиления должны быть соответствующим образом антисептированы. При усилении наращиванием сечение балки увеличивается накладками расчетного сечения по всей длине или на части пролета. Усиливаемые элементы крепят к существующей балке гвоздями или болтами.

При значительных дефектах деревянных балок рекомендуется преобразование их в шпренгельные фермы, в балки составного сечения или полная замена путем установки рядом с поврежденной балкой новой.

Усиление стропил при незначительных повреждениях гнилью осуществляют протезированием или наращиванием. При необходимости увеличения уклона устанавливают новые стропила, которые соединяют с существующими стойками и подкосами. При наличии средней стены увеличения несущей способности стропил можно добиться установкой дополнительных подкосов, а в случае ее отсутствия - второй по высоте затяжкой или шпренгелем. Продольные трещины в стропилах стягивают металлическими хомутами на болтах.

Усиление деревянных стропильных ферм всех типов осуществляют различными способами с учетом характера обнаруженных дефектов:

— при загнивании опорных концов ферм вырезают опасный участок, заменяя его протезами;

— при недостаточной несущей способности стыка нижнего пояса (растянутого раскоса) устраивают дополнительные накладки или растянутые тяжи между узлами ферм;

— при потере устойчивости верхнего пояса или сжатых элементов решетки устанавливают дополнительные связи или увеличивают сечения элементов, прикрепляя к ним с помощью болтов или гвоздей дополнительные бруски или доски.

Усиление деревянных арок и рам зависит от вида конструкции и характера обнаруженных дефектов. Наиболее простым способом усиления гнутых арок из нескольких слоев досок, соединенных на гвоздях, является устройство обшивки из двухстр. 99 слоев досок, которые крепятся к вертикальным поверхностям арок также на гвоздях. Кружальные арки усиливают постановкой рядом со старой аркой новой из косяков и скреплением их гвоздями или болтами. Гнутые арки можно усилить, превратив их в металлодеревянные фермы.

Тонкостенные пространственные деревянные своды-оболочки усиливают пришивкой по поверхности купола дополнительного кольцевого настила из реек или постановкой изнутри ребер жесткости. Ребра усиления должны упираться в нижнее растянутое кольцо из стали и в верхнее сжатое кольцо из деревянных кружальных косяков. Таким образом, тонкостенный купол-оболочка превращается в ребристый купол. Загнившую на небольших участках дощатую обшивку сводов заменяют новой.

Во многих случаях эффективными мероприятиями по усилению поврежденных стоек, балок, ферм при наличии опасных трещин, разрывов, гнили, значительных прогибов являются установка дополнительных стальных или деревянных накладок на болтах, применение стальных шпренгелей или дополнительных опор. Сильно поврежденные конструкции, если позволяют условия, заменяются на новые. Усиление деревянных конструкций при частичном разрушении древесины подрезами, смятиями под шайбами болтов, разрывами, сколами, гнилью осуществляется с помощью дополнительного крепления гвоздями или болтами досок, брусьев, накладок, швеллерных профилей. Разрушенное гнилью основание стоек отрезают и пристыковывают новое с помощью врубки «вполдерева». При наличии опасности повторного гниения основание заключают в обойму из швеллерных профилей.

Усиление узлов деревянных конструкций производят следующим образом:

— при разрушении опоры балки, находящейся в кладке и гнили, осуществляется с помощью наращивания поврежденного конца стальными уголками или швеллерными профилями;

— при образовании трещин в опорном узле врубки зубом и в стыковом узле балок при наличии поперечной силы - укреплением скрепляющими болтами.

Устойчивость неповрежденных перегородок обеспечивается уголками, закрепляемыми анкерами-шпильками к перекрытиям и стенам.

Поврежденные перегородки из мелкоштучных материалов следует усиливать двухсторонними вертикальными слоями армированной штукатурки на цементно песчаном растворе марки не ниже 100 толщиной 30 мм по арматурным вязаным сеткам с ячейками 150х150 мм из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм из стали Вр-I; арматурные сетки крепить к перегородкам при помощи Z-образных стержней диаметром 6 мм (сталь класса А1), установленных в заранее просверленные отверстия в шахматном порядке с шагом 600 мм.

Связь лестничных маршей с лестничными площадками обеспечивают, либо сварными соединениями закладных деталей, либо с помощью полимер растворныхстр. 100 армированных шпонок или стяжек с помощью болтов диаметром 12 мм, установленных в отверстия, просверленные в поперечных ребрах лестничных маршей и площадок. Продольные и поперечные трещины в плитах маршей и площадках лестничных клеток расчищают, промывают водой и инъецируют цементным раствором. Порядок работы при этом состоит в следующем: трещину на ширину 15...20 мм расшивают, высверливают в ней отверстия, устанавливают трубки для нагнетания раствора, очищают и промывают трещины с последующей их заделкой раствором 3 части песка, 1 часть расширяющего цемента, 1 часть клея ПВА. Цементный раствор нагнетают в трещину на глубину 10...15 мм через трубки под давлением 0,5...2,0 МПа. Устранение дефектов в виде каверн, раковин, изломов, сколов выполняют аналогичным образом или оштукатуриванием конструкций высокопрочной штукатуркой на портландцементе М400. Для усиления косоуров заготовляют швеллеры длиной по месту с минимальным расстоянием до концов трещины 25 см; затем устанавливают обоймы из швеллеров, которые обжимают и сваривают накладками из полосового железа.

Вентиляционные блоки следует усиливать обоймами из уголков и соединительных планок с последующим оштукатуриванием цементным раствором.

Усиление балконов при хорошем состоянии плит и значительной коррозией металлических консолей осуществляют путем подводки рядом с существующими консолями новых прокатных балок, которые подбирают по расчету и в соответствии с высотой и профилем существующих консолей. Несущую способность железобетонной плиты повышают путем устройства железобетонного слоя толщиной 4—5 см из бетона класса В15 на мелком заполнителе и арматуры: рабочей — по расчету, монтажной — не менее трех стержней диаметром 6 мм на 1 п.м. плиты.

Разрушенные карнизы восстанавливаются сложными растворами 1 : 3 (цемент : песок) по объему. Штампованные элементы карниза крепятся анкерами к кирпичной кладке.

Поврежденные гипсовые детали, остающиеся на фасаде, должны быть очищены от грязи и отремонтированы. Крепление как старых, так и новых гипсовых деталей к стене на гипсе и цементном растворе не допускается и должно осуществляться проволокой навеской к фасадным анкерам, закрепленным в стене.

Поврежденные парапеты из кирпича следует усиливать двухсторонними вертикальными слоями армированной штукатурки на цементно-песчаном растворе марки не ниже 100 толщиной 30 мм по арматурным вязаным сеткам с ячейками 150х150 мм из высокопрочной проволоки диаметром 5 мм из стали Вр-I [7, 14].

Усиление сжатых (в том числе и внецентренно-сжатых) железобетонных элементов типа колонн, пилонов, простенков с помощью внешнего армирования можно двумя способами. Для усиления «коротких» элементов (с соотношением «высота —стр. 101 габарит поперечного сечения» не более 10:1) применяют бандажи из композитных материалов, которые создают «эффект обоймы». Второй способ — установка холста из композитных материалов вдоль сжатого элемента, который служит дополнительной рабочей арматурой. При усилении сейсмостойких конструкций рекомендуется для крайних бандажей использовать трех - или четырехнаправленный холст. Усиление гибких колонн производится как продольными, так и поперечными элементами внешнего армирования. Продольные элементы устанавливаются с таким расчетом, чтобы не изменилось расположение физической оси сечения.

При усилении плит, изгибаемых в двух направлениях, вначале следует приклеивать элементы усиления вдоль длинной стороны плиты. Элементы усиления следует принимать из однонаправленных ламинатов, сеток, холстов и других тканых материалов.

Число слоев многослойного композитного материала системы внешнего армирования следует ограничивать в зависимости от силы сцепления композитного материала с поверхностью бетонного основания. Рекомендуемое число слоев следует принимать: для ламината — не более трех, для сеток, холстов и других тканых материалов

— не более пяти.

Монтажу холста или ленты из композитных материалов обычно предшествует очистка поверхности металлоконструкции (например, пескоструйная обработка) и нанесение адгезионного слоя — монтажного эпоксидного клея. По завершении монтажа на них наносится защитная или огнезащитная покраска.

Растянутые стальные конструкции усиливаются симметрично относительно центра тяжести сечения. При этом применяется композитные материалы с максимально высокой прочностью и модулем упругости, близким по значению к модулю упругости усиливаемого материала.

При усилении внецентренно сжатых стальных элементов холсты или ленты из композитных материалов устанавливаются также симметрично относительно центра тяжести сечения, однако возможно их несимметричное расположение, в частности, при восстановлении сечения, поврежденного коррозией. В этом случае также используются композитные материалы с максимальным модулем упругости.

При необходимости повысить устойчивость стальных пластинок, например, высоких стенок балок из плоскости изгиба в зоне действия поперечной силы, наклеиваются композитные холсты симметрично относительно центра тяжести сечения.

Композитные материалы и изделия, применяемые для усиления или восстановления строительных конструкций, должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов, иметь сопроводительную документацию, подтверждающую их соответствие нормативным требованиям, включая паспорта качества и (или) протоколы испытаний, и должны подвергаться входному контролю.

Номинальные ширина и толщина холстов, сеток и других тканых материалов, и ламинатов должны соответствовать требованиям, установленным в технологической документации на изготовление, и должны быть подтверждены при входном контроле материалов до установки системы внешнего армирования.