Лекция 8. ОБСЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
1. Обследование металлических конструкций: понятие и сущность.
2. Дефекты и повреждения металлических конструкций.
3. Степень повреждений металлических конструкций.
Обследование металлических конструкций зданий и сооружений – это комплекс работ, направленный на оценку технического состояния металлоконструкций и
своевременное выявление отклонений от нормальных и проектных значений.
Задачами обследования металлических конструкций являются:
- определение технического состояния конструкций по внешним признакам;
- оценка коррозийных повреждений стальных конструкций;
- обследование сварных, заклёпочных и болтовых соединений;
- определение качества стали конструкций.
Дефекты и повреждения стальных (металлических) конструкций в зависимости от причин, их вызывающих систематизируются как:
1. Повреждения от силовых воздействий (статических и динамических) – это разрывы, потеря устойчивости, трещины, ослабление соединений и т.д.;
2. Повреждения от механических воздействий – вмятины, искривления, истирание и др.;
3. Повреждения от температурных воздействий – это коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах;
4. Повреждения (коррозия) от химической агрессии электрохимических и физико-химических воздействий.
Оценка технического состояния конструкций по внешним признакам производится на основе определения следующих факторов:
- геометрических размеров конструкций и их сечений;
- наличие разрывов элементов конструкций;
- наличие искривлений элементов;
- состояние антикоррозийных защитных покрытий;
- наличия дефектов и механических повреждений;
- состояния сварных, болтовых и заклепочных соединений;
- степени и характера коррозии элементов и соединений;
- отклонение элементов от проектного положения (расстояние между осями ферм, прогонов, отметок опорных узлов и ригелей и т.п.);
- прогибов и деформаций.
Обследование металлических конструкций зданий и сооружений выполняется:
- методом визуального обследования;
- методом инструментального (детального) обследования.
Основными дефектами и повреждениями стальных (металлических) конструкций, которые выявляются при визуальном натуральном обследовании являются:
1. В конструкциях – это:
- прогибы отдельных элементов и всей конструкции;
- винтообразность элементов;
- выпучивания;
- местные прогибы;
- погнутость узловых фасонок;
- коррозия основного металла и металла соединений;
2.В сварных швах – это:
- дефекты формы шва (неравномерность, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва);
- дефекты структуры шва (трещины в швах или околошовной зоны, подрезы основного металла, непровары по кромкам или по сечению шва, шлаковые
или газовые включения, или поры);
3. В заклепочных соединениях – это:
- зарубки;
- смещение с оси стержней;
- маломерность головок;
- избыток (или недостаток) по высоте потайных заклепок;
- косая заклепка;
- трещеноватость или рябина заклепки;
- зарубки металла отжимкой;
- неплотные заполнения отверстий телом заклепки;
- овальность отверстий;
- смещение осей заклепок от проектного положения;
- подвижность заклепок;
- отрыв головки заклепки;
- отсутствие заклепок;
- неплотное соединение пакета.
При инструментальном (детальном) обследовании (оценки) металлических конструкций зданий и сооружений применяются следующие приборы и инструменты:
1. Оценка толщины элементов:
– ультразвуковой толщиномер или штангенциркуль с погрешностью не более 0,05 мм;
- коррозийно-металлическая скоба;
- стальная рулетка;
2. Оценка ширины раскрытия и глубины трещины – лупа, микроскоп или иной прибор с 6-8 кратным увеличением;
3. Уточнение наличия скрытых трещин:
- снятие небольшой стружки заточенным зубилом вдоль дефекта;
- смачивание поверхности керосином, который проявляет очертания трещин;
4. Определение прочности, поиск пустот и неоднородной структуры материала:
– тепловизионная съемка;
- ультразвуковые, электромагнитные и акустические приборы;
5. Определение максимальной нагрузки и марки стали – лабораторные испытания и анализы металла.
Обследование металлических конструкций зданий и сооружений выполняется согласно ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения.
Правила обследования и мониторинга технического состояния».
Степень повреждений, категории технического состояния и характеризующие их признаки для стальных конструкций приведены в таблице.
СТЕПЕЬ ПОВРЕЖДЕНИЯ – это установленная в процентном отношении доля проектной несущей способности строительной конструкции.
КАТЕГОРИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ – это степень эксплуатационной пригодности строительной конструкции здания или сооружения, установленная в зависимости
от доли снижения несущей способности и эксплуатационных характеристик конструкций.
| Степень повреждения | Снижение несущей способности, % | Характерные признаки повреждения | Категория технического состояния конструкций |
|---|---|---|---|
| I степень (незначительная) | 0-5 | Видимые повреждения конструктивных элементов, антикоррозийные лакокрасочные и огнезащитные покрытия отсутствуют. Прогибы не превышают предельно-допустимых значений | Исправное – необходимость в проведении ремонтно - восстановительных работ отсутствует |
| II степень (слабая) |
5-15 | Небольшие вмятины второстепенных и несильно загруженных элементов. Местные искривления, не снижающие несущей способности. Прогибы не превышают предельно допустимых значений. Потеря площади рабочего сечения не превышает 5% | Работоспособное – конструкции используются без ограничений. Необходимы правка стержней и восстановление защитных покрытий |
| III степень (средняя) |
15-25 | Повреждения снижают несущую способность, но не сопровождаются потерей несущей способности основных элементов (разрыв второстепенных элементов по всему сечению или их искривление на большой длине, местные искривления основных элементов и т.д.). Прогибы превышают предельно допустимых значений | Ограниченно работоспособные – необходимо подведение дополнительных стоек, распорок, упоров и т.п. Необходим ремонт по месту демонтажа конструктивных элементов. Необходима разгрузка элементов до окончания ремонта |
| IV степень (сильная) |
25-50 | Полная потеря несущей способности при эксплуатационных нагрузках. Разрушение узлов и соединений. Разрывы по всему сечению или искривления на большой длине основных элементов, Прогибы превышают предельно допустимые значения. Существует опасность для людей и сохранности оборудования | Недопустимое – необходимо прекращение эксплуатации. Подведение временных опор и креплений. Необходимы демонтаж и ремонт конструкций или их замена |
| V степень (полное разрушение) |
более 50% | Полная потеря несущей способности, существует опасность обрушения конструкций и частей здания сооружения) | Аварийное – немедленное прекращение эксплуатации. Ограждение опасных зон, разгрузка конструкций и их разборка с приведением страховочных мероприятий |