ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

АРХИТЕКТУРА

УДК 69.059

ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН.

Кирюшина Анастасия Николаевна

г. Москва, 127238, АО «ЦНИИПромзданий», инженер

DEFECTS AND DAMAGES OF COMPRESSED REINFORCED CONCRETE COLUMNS.

Kiryushina Anastasia Nikolaevna

Moscow, 127238, JSC "Tsniipromzdaniy", engineer DOI: 10.31618/nas.2413-5291.2022.1.78.585

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются типовые дефекты и повреждения сборных и монолитных железобетонных сжатых колонн. Приведены возможные причины образования типовых дефектов, последствия к которым может привести их развитие. Даны количественные значения показателей оценки технического состояния несущих железобетонных колонн.

ABSTRACT

The article discusses typical defects and damages of prefabricated and monolithic reinforced concrete compressed columns. The possible causes of the formation of typical defects, the consequences of which may lead to their development, are given. Quantitative values of indicators for assessing the technical condition of load-bearing reinforced concrete columns are given.

Ключевые слова: железобетонные колонны, отклонение оси колонны, трещины в теле железобетонной колонны, выпучивание сжатой продольной арматуры, ослабление сечения элемента.

Keywords: reinforced concrete columns, deviation of the column axis, cracks in the body of the reinforced concrete column, buckling of compressed longitudinal reinforcement, weakening of the element section.

Введение. Железобетонные монолитные и сборные колонны являются одними из основных несущих элементов каркаса здания, воспринимающие вертикальную нагрузку от других элементов (фермы, балки. своды и т.д.). Необходимо своевременно оценивать техническое состояние этих конструкций, так как от них зависит и состояния всего зданий в целом. Аварии, связанные с потерей несущей способности колонн, приводят не только к экономическим потерям, но и к существенному нанесению ущерба здоровью и жизни людей, окружающей среде.

Основными показателями ограниченно -работоспособного и аварийного состояния несущих строительных конструкций считаются

определенного типа дефекты и повреждения, к которым относятся:

- деформации (прогибы и выгибы, сквозные трещины и т. п.) конструкций;

- изменение проектного положения конструкций (отклонение от вертикали осей, смещение с опор и т. п.);

- уменьшение площади сечения элементов конструкций (смятие, раздробление бетона, ослабление сечения арматуры).

По результатам обследований, проведенных АО «ЦНИИПромзданий», можно выявить следующее распределение накопленных дефектов железобетонных колонн:

■ Рразрушения защитного слоя бетона Отклонение от вертикального положения

■ Замачивание, высолы и шелушение отделочного слоя

■ Отсутствие антикоррозионного покрытия металлической обоймы в верхней части колонны с поверхностной коррозией

■ Сгол бетона

■ Трешины

■ Прочие дефекты

Рис. 1. Распределение дефектов в железобетонных колоннах Ниже рассмотрены отдельные дефекты колонн.

Крен. Отклонение с проектных осей длины (рис. 2). При дальнейшем увеличении

железобетонных колонн в плане по вертикали, смещения фундаментов, основание колонны уже не

образовывается в следствии некачественного может быть размещено в проектном положении,

монтажа опалубки в процессе производства следовательно, для возможности нормального

бетонных работ, смещением фундаментов из опирания элементов конструкции, колонны на

проектного положения или применением стадии изготовления наклоняются, подобное конструкций перекрытий/покрытия непроектной

Рис. 2 Отклонение оси колонны происходит чаще всего при возведениях от вертикали (крен> конструкций перекрытий/покрытий (ригелей, фермы и плиты) непроектных размеров.

Смещение колонн от вертикального положения создает дополнительные

эксцентриситеты в приложении продольных сил, инициирует косое внецентренное сжатие (при отклонении колонн из плоскости поперечной рамы), что уменьшает несущую способность всего каркаса. В результате этого появляются

дополнительные изгибающие моменты, которые, если не превышают отклонения по допуску, установленному по СТО 70238424.27.010.011-2008 [1].

Отклонение осей колонн от вертикали в верхнем сечении, приведены в таблице 1:

_Таблица 1.

Параметр, м Количественное и качественное значение показателя

Ограниченноработоспособное (допускаемое) Неработоспособное (аварийное)

до 8 30 40

< 8 < 16 40 50

< 16 < 25 50 60

< 25 60 70

Трещины. В железобетонных и бетонных конструкциях трещины представляются нормальным явлением, встречающимся при оценке технического состояния строительных

конструкций. Исключительно в редких случаях трещины могут привести к потере устойчивости, невозможности последующей эксплуатации или к разрушению конструкции. Трещины в растянутой зоне бетона в сборных и монолитных колоннах, работающих на сжатие, могут возникнуть в следствии перегрузки при больших эксцентриситетах, уменьшении прочности бетона, диаметра растянутой и сжатой арматуры вследствие коррозии. Именно повышенная

влажность и процесс коррозии арматуры являются основными факторами их появления. Влага, попадая в бетон через мелкие трещинки, вызывает процесс коррозии арматуры. С течением времени, продукты коррозии арматуры увеличиваются в объеме и создают в защитном слое бетона напряжения, способные разорвать бетон. Если подобные процессы длятся на протяжении нескольких лет, то может образоваться трещина на всю высоту колонны значительной ширины раскрытия. Техническое состояние

железобетонных колонн с такими повреждениями надлежит оценивать как аварийное.

Рис. 3. Трещины в теле бетона: а - поперечные трещины; б - продольные трещины

Увеличение ширины раскрытия нормальных и наклонных трещин в колонне будет свидетельствовать о чрезмерном отклонении или кривизне колонн. Оценка технического состояния данного дефекта должна состоять в определении их

габаритов и в дальнейшем сравнении этих показателей с граничными.

Предельная величина раскрытия трещин по СТО 70238424.27.010.0112008 [1] приведена в таблице 2.

Таблица 2.

Параметр Количественное и качественное значение показателя

Ограниченноработоспособное (допускаемое) Неработоспособное (аварийное)

Раскрытие трещин, нормальных к продольной оси элемента в условиях неагрессивной среды, мм 0,5 1,0

Раскрытие трещин, наклонных к продольной оси элемента в условиях неагрессивной среды, мм 0,3 0,5

Погнутость (выпучивание) сжатой продольной арматуры с отслоением от ядра сечения арматуры. Одной из основных характерных черт разрушения зданий и сооружений с железобетонным каркасом является раздробление бетона колонны с потерей устойчивости продольной арматуры — выпучивание арматурных стержней в разных направлениях, в следствии чего возможна полная потеря несущей способности колонны, что ведет за собой обрушение здания в целом. Именно из-за поперечных деформаций и происходит разрушение сжатого слоя бетона. Под их воздействием продольная арматура стремится выпучиться наружу в разных направлениях с смятием

защитного слоя бетона (рисунок 4), т.е. потерять устойчивость. Техническое состояние такой колонны является аварийным, требуется незамедлительное проведение страховочных мероприятий и разгрузки колонны. В данном случае, важнейшую роль в армировании колонны играют поперечные «удерживающие» стрежни арматуры, именно они не позволяют продольным стержням арматуры выпучиваться свыше нормативных значений. В колоннах обязательно должны быть закрытые хомуты, т.е. заканчиваться на том же пруте продольной арматуры, на котором начались. Такая «диафрагма

Рис. 4. Выпучивание сжатой жесткости», обеспечивает местную арматурыустойчивость продольных

стержней арматуры колонн.

Предельная величина выпучивания сжатой 70238424.27.010.011-2008 [1] приведена продольной арматуры по СТО в таблице 3.

Таблица 3.

Параметр Количественное и качественное значение показателя

Ограниченноработоспособное (допускаемое) Неработоспособное (аварийное)

Выпучивание сжатой продольной арматуры, мм 3 5

Уменьшение высоты сечение колонны. Наиболее опасное повреждение колонны, так как приводит к обнажению арматурного каркаса колонны и его коррозии. подобные дефекты образуются в результате длительного воздействие атмосферных осадков, постоянного механического

воздействия, воздействия агрессивной среды (кислотных растворов) или нарушения технологии изготовления колонны. При дальнейшем развитии повреждения, может произойти разрушение колонны в результате потери несущей способности.

а)

Рис. 5. Ослабление сечения элемента по бетону: а - уменьшение высоты/ширины сечения двустороннее; б - то же одностороннее

Предельная величина ослабления сечения элемента по бетону по СТО 70238424.27.010.0112008 [1] приведена в таблице 4.

Таблица 4.

Параметр Количественное и качественное значение показателя

Ограниченноработоспособное (допускаемое) Неработоспособное (аварийное)

Уменьшение высоты сечения одностороннее, % 5 10

Параметр Количественное и качественное значение показателя

Ограниченноработоспособное (допускаемое) Неработоспособное (аварийное)

То же двустороннее, % 8 15

Уменьшение ширины сечения одностороннее, % 8 10

То же двустороннее, %

10

15

Литература

1. СТО 70238424.27.010.011-2008 «Здания 11 . сооружения объектов энергетики. Методика оценки технического состояния» 2008 г.

2. СП 454.1325800.2019 «Здания жилые многоквартирные. Правила оценки аварийного и2 . ограниченно-работоспособного технического состояния» 2019 г. 3. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» 2014 г.

4. Евтушенко С.И. Информационные3 . технологии при обследовании промышленных зданий [Текст] / С.И. Евтушенко, Т.А. Крахмальный, М.П. Крахмальная, И.А. Чутченко // Строительство и архитектура. — 2017. — Т. 5. — № 1. — С. 65-71.

5. Волосухин В.А. Дефекты и повреждения строительных конструкций мостов на мелиоративных каналах Ростовской области [Текст]: монография / В.А. Волосухин, С.И. Евтушенко, Т.А. Крахмальный, М.П. Крахмальная // Юж.Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. — Новочеркасск: Изд-во ЮРГПУ (НПИ), 2013. — 126 с.

References

STO 70238424.27.010.011-2008 «Zdaniia i sooruzheniia obieektov energetiki.

metodika otsenki tekhnicheskogo sostoianiia» 2008 g..

SP 454.1325800.2019 «Zdaniia zhilye mnogokvartirnye. Pravila otsenki avariinogo i ogranichenno-rabotosposobnogo tekhnicheskogo sostoianilA» 2019 g.

SP 20.13330.2016 "Loads and impacts" 2014.

4. Evtushenko S.I. Informatsionnye tekhnologii pri obsledovanii promyshlennykh zdanii [Tekst] / S.I. Evtushenko, T.A. Krakhmalnyi, M.P. Krakhmalnaia, I.A.

5. Chutchenko // Stroitelstvo i arkhitektura. — 2017. — T. 5. — №° 1. — S. 65-71. 5. Volosukhin V.A. Defekty i povrezhdeniia stroitelnykh konstruktsii mostov na meliorativnykh kanalakh Rostovskoi oblasti [Tekst] : monografiia / V.A.

6. Volosukhin, S.I. Evtushenko, T.A. Krakhmalnyi, M.P. Krakhmalnaia // Iuzh.-Ros. gos. politekhn. un-t (NPI) im. M.I. Platova. — Novocherkassk: Izd-vo IURGPU (NPI), 2013. — 126 s.

УДК 69.059.4

ДЕФЕКТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ/ПОКРЫТИЯ

Соломинов Денис Александрович

Российский Университет Транспорта «РУТ (МИИТ)»

DEFECTS OF REINFORCED CONCRETE FLOOR SLABS / COATINGS

Solominov Denis Alexandrovich

Russian University of Transport "RUT (MIIT)" DOI: 10.31618/nas.2413-5291.2022.1.78.589 Статья посвящена описанию основных дефектов железобетонных плит перекрытия/покрытия с описанием возможных причин их возникновения. Приведены количественные показатели оценки каждого дефекта плит в соответсвие с действующей нормативной строительной документацией.

The article is devoted to the description of the main defects of reinforced concrete floor slabs / coatings with a description of the possible causes of their occurrence. Quantitative indicators of the evaluation of each defect of the plates are given in accordance with the current regulatory construction documentation.

Ключевые слова: железобетонные плиты перекрытия/покрытия, прогибы плит железобетонных плит перекрытия/покрытия, трещины в железобетонных плитах перекрытия/покрытия; уменьшение площади арматуры, разрушение защитного слоя.

Keywords: reinforced concrete slabs/coatings, deflections of slabs of reinforced concrete slabs/coatings, cracks in reinforced concrete slabs/coatings; reduction of the reinforcement area, destruction of the protective layer.

Еще с начала XX века для строительства огромную популярность получил железобетон, как строительный материал. Его считали «неограниченно долговечным», так как прочность бетона со временем только нарастает, а, следовательно, вместе с этим должна была и расти долговечность конструкций. Но полученный опыт длительной эксплуатации зданий и сооружений из железобетона показал, что данный материал имеет

конечный срок службы. Насчитывается большое количество случаев преждевременного выхода из строя железобетонных конструкций. Это связано с постепенным накоплением дефектов и повреждений материалов конструкций из-за внешних силовых и средовых факторов. На сегодняшний день насчитывается огромное количество зданий и сооружений, срок службы которых приближается к нормативному или