Строительная экспертиза

«Независимое агентство строительных экспертиз» ООО «Стройэкспертиза»

+7(926)527-72-74

Технический директор
Шевко Сергей Николаевич

+7(967)158-62-11

Помощник руководителя
Шишкина Анна Анатольевна

Обследованиt строительных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после пожара

По обследованию строительных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после пожара, техническое решение по усилению конструкций ребристых плит перекрытия, в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4068.jpg

Заказчик: Акционерное общество «Пале-Рояль

Договор: №0910/20 от 10.09.2020г.

 

1.1. Основание для проведения обследования.

Предмет и вопросы обследования.

Настоящее Заключение эксперта выполнено на основании Договора №0910/20 от 10 сентября 2020г. Исполнитель ООО «Стройэкспертиза», лицензионные документы представлены в Приложении 3.

Предмет договора – Услуги проведения строительно-технической экспертизы:

– обследования железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после пожара.

– предложить технические решения по усилению железобетонных конструкций ригелей, колонн, ребристых плит перекрытия.

– Оформление заключения, согласно ГОСТ 31937-2011.

1. Изучение имеющейся проектной, технической и прочей документации (при наличии) в объёме, достаточном для проведения технической экспертизы.

2. Выезд на объект, выполнение обследования с необходимыми замерами и фото-фиксацией объекта.

3. Обследование железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия в здании на наличие дефектов и отклонений.

4. Расчёты.

5. Камеральная обработка данных с разработкой выводов и рекомендаций эксперта.

6. Составление и оформление результата работы: альбома экспертно-технического заключения.

При подготовке настоящего заключения специалист-эксперт исходит из предположения о полноте представленной информации. Данное допущение означает, что эксперт предпринял все необходимые для получения информации действия в объеме, обычно достаточном, для проведения исследований подобного рода. ООО«Стройэкспертиза», а также специалист-эксперт не несёт ответственности в случае, если необходимая информация, способная повлиять на выводы эксперта, была кем-либо сокрыта умышленно или случайно. Оценка полученной информации осуществляется на основе специальных знаний специалиста-эксперта по предмету экспертизы.

При выполнении своих профессиональных обязанностей специалист-эксперт исходил из факта достоверности материалов, предоставленных Заказчиком. Специалист-эксперт не имеет и не намерен иметь материальной заинтересованности в отношении предмета экспертного исследования. Специалист-эксперт не несет ответственности за факты и другие обстоятельства, которые невозможно определить иным путем, кроме как при изучении предоставленных материалов.

Тиражирование настоящего заключения не допускается, за исключением случаев предусмотренных законодательством Российской Федерации.

1.2. Сведения об эксперте

Напылов Виктор Юрьевич – эксперт, имеющий высшее техническое образование (специальность инженер-строитель).

Основные квалификационные документы (Приложение 2):

  • Диплом Томского Архитектурно-Строительного Университета №ДВС1104660 (регистрационный номер №39) по специальности «промышленное и гражданское строительство» от 20.06.2001 года,
  • Диплом Томского Архитектурно-Строительного Университета №ИВС 0659022 (регистрационный номер №386) по специальности «экономика в строительстве» от 26.12.2003 года.

1.3. Нормативное обоснование работы. Термины и определения.

Настоящая работа выполнена согласно требований актуализированных на настоящий момент редакций нормативно-технической документации Российской Федерации, также с учетом выполнения требований повышения уровня безопасности людей в зданиях и сооружениях и сохранности материальнотехнических ценностей в соответствии с Федеральными законами:

– Федеральным законом от 30.12.2009г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»

– Федеральным законом от 22.07.2008г № 123-ФЗ «Технический регламент о требовании пожарной безопасности»

Термины и определения согласно ГОСТ 31937-2011.

Обследование – комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность строительных конструкций и определяющие возможность их дальнейшей эксплуатации или необходимость восстановления и усиления.

Диагностика – установление и изучение признаков, характеризующих состояние строительных конструкций зданий и сооружений для определения возможных отклонений и предотвращения нарушений нормального режима их эксплуатации. Обследование – комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров, характеризующих эксплуатационное состояние, пригодность и работоспособность объектов обследования и определяющих возможность их дальнейшей эксплуатации или необходимость восстановления и усиления.

Дефект – отдельное несоответствие конструкций какому-либо параметру, установленному проектом или нормативным документом (СНиП, ГОСТ, ТУ, СН и т.д.).

Повреждение – неисправность, полученная конструкцией при изготовлении, транспортировке, монтаже или эксплуатации.

Критерии оценки – установленное проектом или нормативным документом количественное или качественное значение параметра, характеризующего прочность, деформативность и другие нормируемые характеристики строительной конструкции.

Категория технического состояния – степень эксплуатационной пригодности строительной конструкции, установленная в зависимости от доли снижения несущей способности и эксплуатационных характеристик конструкций.

Оценка технического состояния – установление степени повреждения Строительных конструкций на основе сопоставления фактических значений количественно оцениваемых параметров со значениями этих же параметров, установленных проектом или нормативным документом для определения категории технического состояния.

Нормативный уровень технического состояния – категория технического состояния строительных конструкций, при котором количественные и качественные значения параметров всех критериев оценки технического состояния соответствуют требованиям нормативных документов (СНиП, ТСН, ГОСТ, ТУ, и т.д.).

Исправное техническое состояние – категория технического состояния строительной конструкции, характеризующееся отсутствием дефектов и повреждений, влияющих на снижение несущей способности и эксплуатационной пригодности.

Работоспособное техническое состояние – категория технического состояния строительной конструкции, при котором некоторые из численно оцениваемых, контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта, норм и стандартов, но имеющиеся дефекты и повреждения и не приводят к нарушению работоспособности, и несущая способность конструкции обеспечивается.

Ограниченно работоспособное техническое состояние – категория технического состояния строительной конструкции, при котором имеющиеся дефекты и повреждения, привели к некоторому снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, и функционирование здания или сооружения возможно при дальнейшем контроле состояния и условий эксплуатации конструкции (конструкций).

Недопустимое техническое состояние – категория технического состояния строительной конструкции и здания и сооружения в целом, характеризующееся значительным снижением несущей способности и эксплуатационных характеристик из-за возникших дефектов и повреждений, при котором существует возможность разрушении конструкции и опасность для пребывания людей и сохранности оборудования (необходимо проведение страховочных мероприятий и усиление конструкций).

Аварийное техническое состояние – категория технического состояния конструкции и здания и сооружения в целом, характеризующееся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности разрушения (эксплуатация запрещается, необходимо срочное проведение противоаварийных мероприятий).

Степень повреждения – установленная в процентном отношении доля проектной несущей способности строительной конструкцией.

Несущие конструкции – строительные конструкции, воспринимающие эксплуатационные нагрузки и воздействия и обеспечивающие пространственную устойчивость здания.

Нормальная эксплуатация – эксплуатация конструкции, осуществляемая в соответствии с предусмотренными в нормах или проекте техническими условиями.

Эксплуатационные показатели здания – совокупность технических, объемнопланировочных, санитарно-гигиенических, экономических и эстетических характеристик здания, обусловливающих его эксплуатационные качества.

Моральный износ здания – постепенное (во времени) отклонение основных эксплуатационных показателей от современного уровня технических требований эксплуатации зданий и сооружений.

Физический износ здания – ухудшение технических и связанных с ними эксплуатационных показателей здания, вызванное объективными причинами.

Восстановление – комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение эксплуатационных качеств конструкций, пришедших в ограниченно работоспособное состояние, до уровня их первоначального состояния.

Усиление – комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателям.

1.4. Параметры и средства измерений и контроля при обследовании.

Для выполнения задач, поставленных в обследовании, определены следующие параметры измерений в конструкциях здания:

Геометрические размеры конструкций: измеряются с точностью 1 мм. рулетками, лазерными дальномерами.

Объем экспериментальной выборки оцениваемого параметра определяется в зависимости от изменчивости опытных данных и требуемой действующими нормами и обеспеченности.

Уточнение технического состояния и количественная (расчетная) оценка остаточного уровня работоспособности элементов выполняется в соответствии с действующими нормами и технической литературой по фактическим геометрическим размерам и показателям свойств материалов.

Сведения о приборах и инструментах, использованных при выполнении обследования:

• камера цифровая «Canon DX5» ;

• рулетка металлическая «Gross Doppelhaken 31123 19мм х 5м»;

• рулетка лазерная «Leica Disto Х310»;

измеритель прочности бетона ИПТ-МГ4.03 10427

• тестер ультразвуковой УК1401, Госреестр №21840-01, заводской номер 401475

1.5. Перечень работ и вопросов (задание) Эксперту.

Заказчик поручил провести обследование железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после произошедшего пожара в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7, и ответить на следующие вопросы:

1. Какие дефекты и повреждения были обнаружены на объекте в ходе проведения обседования?

2. Какому техническому состоянию согласно ГОСТ 31937-2011 соответствуют железобетонные конструкции здания, колонны, ригели, ребристые плиты перекрытия?

3. При необходимости предоставить техническое решение по усилению железобетонных конструкций здания, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия.

Обследование объекта проходило в четыре связанных между собой этапа:

– визуально-инструментальное обследование, в ходе которого выполнены натурные измерения;

– обследование технического состояния железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия.

Дополнительные виды обследований, необходимость в которых будет выявлена при комплексном обследовании (проводится по согласованию с заказчиком)

– камеральная обработка результатов обследований с сопоставлением с действующими строительными нормами и правилами;

– подготовка и оформление экспертно-технического заключения эксперта.

1.6. Перечень нормативных документов.

1.СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»;

2.СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования»

3.СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия;

4.СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданий;

5.ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований.Основные положения и требования.

6. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.

2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Описание результатов обследования железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после пожара в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7.

Месторасположение обследуемого объекта

 

Обследуемые виды работ регламентируются следующими нормами и правилами:

• СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений»;

• СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87»;

• СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции;

Обследование железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после пожара в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., проходило в 14 сентября 2020 года с 14:00 до 15:30 при естественном освещении мест осмотра.

Здание каркасного типа. Каркас из железобетонных конструкций колонн и ригелей (балок). Материал конструкций перекрытий – железобетонные ребристые плиты.

При натурном осмотре железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия, после пожара в здании обнаружены волосяные трещины шириной раскрытия более 0,2мм (рекомендуемое значение 0,1 мм для конструкций без защиты от атмосферных осадков, 0,2 мм – в помещении). Методом неразрушающего контроля определена прочность бетона конструкции железобетонных ребристых плит перекрытия. Показатель прочности бетона 13,1 Мпа (фото 7), что соответствует классу В12-В15. Показатель прочности бетона железобетонных ребристых плит перекрытия должен соответствовать классу В30 и выше. Низкий показатель прочности бетона обусловлен воздействием на конструкции открытого пламени(высокой температуры). Данные дефекты влияют на снижение несущей способности и носят характер критических дефектов железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия.

Фактические показатели технического состояния железобетонных конструкций колонн в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., оценивается как недопустимое техническое состояние ГОСТ 31937-2011.

Фактические показатели технического состояния железобетонных конструкций ригелей в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., оценивается как недопустимое техническое состояние ГОСТ 31937-2011.

Фактические показатели технического состояния железобетонных конструкций ребристых плит перекрытия в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., оценивается как недопустимое техническое состояние ГОСТ 31937-2011.

Для увеличения эксплуатационных показателей и приведению фактического состояния железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7. к исправному техническому состоянию, необходимо выполнить усиление железобетонных конструкций.

Для решения задачи усиления железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия необходимо решение, которое увеличит эксплуатационные показатели железобетонных конструкций. Решение – усиление конструкций с помощью композитных материалов или с помощью металлических конструкций.

2.2. Технические решения по усилению железобетонных конструкций ригелей, колонн, ребристых плит перекрытия, в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7.

  1. ЧТО ТАКОЕ УГЛЕВОЛОКНО

Материал представляет собой тонкие нити диаметром до 15 мкм. Основа нитей — атомы углерода (карбон), объединённые в микроскопические кристаллы. За счет особого строения атомов кристаллы в решётке имеют параллельное расположение, отсюда высочайшая прочность углеволокна на растяжение. Производят карбон из природных и химических полимеров. Материалы и методы разные, но суть одна: удалить из волокон все вещества, кроме углерода. Например, при температурной обработке сырье окисляется при 250 °C, затем помещается в инертную среду и последовательно нагревается до 1500 °C для карбонизации, до 3000 °C для графитизации (на этом этапе объем углерода доводится почти до 100 %). Впоследствии волокна идут на изготовление разных продуктов. Например, для строительных нужд выпускаются тканые холсты и ламели (ламинаты). Чтобы получить качественные волокна, приходится задействовать большие мощности и строго соблюдать технологию производства. Отсюда относительно высокая стоимость материала. Но если рассматривать соотношение цены и качества, то преимущества компенсируют затраты.

Основной способ усиления состоит в наклейке лент или полотнищ из углеродистых волокон на усиливаемые конструкции (рис. 1). В качестве клеящего материала используют специальные составы эпоксидных клеев, а также ремонтные растворы. Качество усиления конструктивных элементов зависит от подготовки основания и соблюдения технологического регламента.

Основание усиливаемой конструкции должно быть ровным, обезжиренным, обеспыленным и чистым. При наличии раковин и выколов основание шпатлюется ремонтным полимерным раствором.

Технология производства работ состоит в нанесении на подготовленную поверхность и ленту клеящего состава толщиной прослойки в пределах 3-5 мм. Затем осуществляется наклейка ленты с прижатием с помощью ролика таким образом, чтобы избыток клеящей массы был

Конструкции усиливаются путем наклейки лент в продольном и поперечном направлениях. При усилении конструкций целесообразно осуществлять небольшую тепловую обработку составов. Это позволяет за 8-12 ч достигать требуемой адгезии с поверхностью усиливаемой конструкции.

Простота технологии наклейки, малая масса и коррозионная стойкость позволяют широко использовать данную технологию для усиления конструкций реконструируемых зданий при наличии дефектов, трещинообразования, а также при возросших нагрузках.

Работы по усилению (армированию) ж/б конструкций углеродными композитными материалами могут проводиться только при температуре окружающей среды не менее 5°С и не более 30°С! Температура поверхности должна быть не менее 5-12°С и не более 30°С, а также на 3°С выше точки росы. Влажность поверхности должна быть не более 4%.

Подготовка поверхности

На данном этапе поверхность железобетонной конструкции готовится для усиления. При этом удаляется старый рыхлый бетон, специальными ремонтными составами выравниваются все неровности и каверны, поверхности конструкции придается правильная геометрическая форма. Выполняется шлифовка поверхности для снятия цементного молока и обеспечения высокой адгезии элементов усиления к бетону. Шлифовке подвергается только поверхностный слой до обнажения крупного заполнителя.

Очистку поверхности бетона в зависимости от ее состояния выполняют механическим, гидравлическим или комбинированным способом, с учетом наличия технологического оборудования.

Для механической обработки поверхности используют перфораторы, металлические щетки, пескоструйные и дробеструйные установки. Для гидравлической обработки поверхности применяют водоструйные установки высокого (от 1 МПа до 5 МПа) давления. Комбинированный способ подготовки железобетонной поверхности предполагает последовательное использование технологического оборудования для механической и гидравлической обработки поверхности или использование водопескоструйной установки высокого давления воды.

      Подготовка поверхности бетона заключается в очистке от затвердевшего “цементного молока”, лакокрасочных покрытий, слоев старых ремонтных и грунтовочных материалов, загрязнений и высолов. Для очистки бетонной поверхности от загрязнений органическими соединениями используют органические растворители (уайт-спирит, сольвент и др.), растворы моющих средств, соды. При использовании любого из способов подготовки поверхности участки слабого бетона удаляют с обязательным заглублением в “здоровый” бетон.

      После удаления поврежденного бетона поверхность подвергают песко- или водоструйной обработке. Для пескоструйной обработки применяют только сухой природный песок по ГОСТ 8736. Требования к зерновому составу песка назначают с учетом применяемого технологического оборудования. Расход песка принимают из расчета от 0,02 м3 до 0,05 м3 на 1 м2 подготавливаемой поверхности в зависимости от ее состояния.

      Выступающую на поверхность арматуру следует очистить от продуктов коррозии. При невозможности полной очистки пескоструйным способом допускается использование преобразователей ржавчины, которые наносят на арматуру малярной кистью в два-три приема. По истечении 1-3 суток продукты взаимодействия преобразователя и ржавчины тщательно смывают водой, а обработанный участок просушивают воздухом под давлением от 1 атм до 2 атм.

Выравнивание поверхности

      Чтобы исключить концентрацию напряжений в наклеиваемых лентах и обеспечить в них равномерное распределение растягивающих напряжений, рекомендуется проверять ровность поверхности с помощью 1-метровой рейки. Допускается максимальное отклонение 1 мм на полосе длиной 30 см.

      Если данное требование не соблюдается, то выравнивают поверхность, удалив предварительно выступающие части поверхности абразивным инструментом со срезкой углов 1:5 и закруглением острых кромок (Рис. 1).

      Допускаемая неровность поверхности – не более 5 мм на базе 2 м или 1 мм на базе 0,3 м. Мелкие дефекты (сколы, раковины, углубления до 5 мм) устраняются с применением полимерцементных составов либо эпоксидных составов с наполнением молотым кварцевым песком. Выравнивание значительных (более 25 см2) участков поверхности производится с использованием полимерцементных ремонтных составов путем ручной шпатлевки.

      Поверхность очищают от краски, масла, жирных пятен, цементной пленки. Очистку поверхности осуществляют путем образивоструйной обработки или обработки металлическими щетками с последующей высоконапорной промывкой водой (под давлением не менее 50 атм).

      В случае разрушения (отслоения) защитного слоя бетона в результате коррозии арматуры, обнаженную арматуру очищают от продуктов коррозии, обрабатывают ее грунтом (преобразователем ржавчины) и после этого восстанавливают защитный слой ремонтными составами.

2019-11-18_11-35-29

Рис.1

1- срезка углов выступов; 2- заполнение впадин клеевым составом;

      3- бетонирование ниш после удаления слабого бетона

При устройстве обойм и хомутов из холстов в поперечном направлении конструкции на ее наружных углах устаивают фаски с катетом от 1 см до 2 см, либо предусматривают галтель с радиусом от 1 см до 2 см, а на внутренних углах выполняют галтель радиусом не менее 20 см (см рисунок 2).

2019-11-18_11-51-28

Рис.2

Работа с трещинами

      Трещины с раскрытием более 0,30 мм инъектируют низковязким эпоксидным составом, трещины с меньшим раскрытием могут быть затерты полимерцементным раствором. После подготовки поверхности на нее наносятся мелом линии разметки в соответствии с принятой проектом схемой приклеивания элементов внешнего армирования. После подготовки поверхности определяют прочность бетона на участках, где предполагается наклейка лент. Прочность бетона определяют механическими методами неразрушающего контроля в соответствии с требованиями ГОСТ 22690.

      Рекомендуется, чтобы класс бетона по прочности (на сжатие) усиливаемых железобетонных плит покрытия пролетных строений был не менее В25. Если бетон в зоне усиления не удовлетворяет указанным требованиям, осуществляют его упрочнение (например, с помощью пропитки), либо замену. При замене защитного слоя бетона на новый необходима проверка когезионной прочности нового бетона (раствора): желательно иметь прочность не меньше расчетного сопротивления бетона растяжению (Rbt) .

      После очистки и обработки поверхность бетона, в случае необходимости, покрывают грунтовкой с целью упрочнения основания и улучшения сцепления адгезива с бетоном.

Технология усиления плит покрытия композитными материалами

  Раскрой углеродных лент производится в удобных для работы условиях в соответствии с принятой проектом схемой наклейки.

   Раскрой углеродных лент осуществляется на гладком столе (верстаке), покрытом полиэтиленовой пленкой. Рекомендуется, чтобы стол был снабжен приспособлением для разматывания холстов с бобины. Для резки холстов используют ножницы или острый нож. Нарезанные холсты сматываются в рулон, снабжаются этикеткой с указанием номера, размера и количества заготовок и помещаются в полиэтиленовый мешок.

Традиционно связующее (компоненты) поставляется в двух емкостях (Рис.3). Одна емкость (меньшего размера) выливается во вторую и связующее перемешивается. Срок жизни подготовленного связующего не более часа (зависит от производителя и назначения клея), поэтому важно сразу после подготовки адгезива приступить к работам по усилению.

Рис.3 Агдезив Резин 530

2019-11-18_13-57-52

При приготовлении клея компоненты А и Б (эпоксидная смола и отвердитель) смешиваются в соотношениях, определяемых техническими условиями. Рекомендуемый максимальный объем разовой навески клеевой смеси – 8 л (достаточно для нанесения одного слоя на половину длины балки длиной 24 м).

  Приготовление клея производится в чистой металлической, фарфоровой, стеклянной или полиэтиленовой емкости объемом не менее 3-х литров следующим образом. В емкость отвешивается необходимое количество компонента А, добавляется требуемое по соотношению количество компонента Б и производится тщательное перемешивание вручную деревянной или алюминиевой лопаткой, либо с помощью низкооборотной дрели с насадкой (до 500 оборотов в минуту с целью ограничения аэрации смеси). Емкость закрывают крышкой, снабжают этикеткой с указанием времени приготовления и передают к месту производства работ.

После подготовки связующего (клея) на подготовленную поверхность наносится первый слой в объеме до 1,5 кг (зависит от плотности ленты).

      Перед нанесением на бетонное основание слоя клея поверхность бетона продувают сжатым воздухом, после чего на поверхность наносят праймерный слой с целью пропитки бетона и заполнения мелких неровностей. На высохшую поверхность наносят первый слой клея с помощью шпателя, кисти, валика с коротким ворсом.

      На слой клея укладывают (раскатывают) холст (ленту) с одного края

усиливаемой конструкции до другого

(Рис.4).Усиление ригеля (балки).

https://mpkm.org/userfiles/editor/large/2609_usilenie-proyoma-uglerodnymi-lentami.jpg

В процессе укладки необходимо следить, чтобы внешняя кромка ленты была параллельна линии разметки на бетоне.

      Ленты раскатывают таким образом, чтобы в них не было складок и без излишнего натяжения. После укладки осуществляется прикатка (прижатие) холста (ленты), в процессе которой происходит его пропитка. Прикатку осуществляют с помощью шпателя или жесткого резинового валика от центра к краям строго в продольном направлении (вдоль волокон холста).

Перед укладкой второго слоя холста (при необходимости, многослойной схеме внешнего армирования) на прикатанный первый слой холста наносится следующий слой клея (Рис.5). Укладка и прикатка второго и последующих слоев холста производится аналогичным образом. После укладки последнего слоя холста на его поверхность наносится финишный слой клея. Расход клея при приклеивании элементов внешнего армирования зависит от качества поверхности конструкции, типа состава, температуры и влажности окружающей среды и указывается в проекте производства работ.

Рис.5 Усиление ребристых плит перекрытия.

2019-11-18_14-48-07

Проектом предусмотрено две области приклеивания углеродных лент:

      – приклеивание на горизонтальные поверхности снизу;

      – приклеивание на вертикальные поверхности (ребра ж/б плит).

 При наклейке лент на горизонтальные поверхности снизу (“потолочная” наклейка лента прижимается (фиксируется) с одного конца и затем постепенно укладывается и прикатывается по всей длине (черт. 2). При этом ленту можно предварительно нарезать (заготовить) на отрезки проектной длины, либо постепенно разматывать с бобины и обрезать по месту в процессе приклеивания.

Прикатка ленты осуществляется от центра к краям с целью предотвращения образования складок. Как правило, приклеивание ленты на потолочную поверхность осуществляется двумя рабочими.

При выполнении внешнего армирования на вертикальных поверхностях нанесение клея на основание производится сверху вниз. Приклеивание поперечных относительно оси конструкции полос холста осуществляется путем фиксации (прижатия) ленты в верхней части и постепенной укладки и разглаживания по высоте с последующей прикаткой (черт.1).

      Приклеивание продольных полос ленты на вертикальные поверхности производится путем его фиксации в крайнем (левом или правом) положении с последующей укладкой и прикаткой его по длине. Время выдержки перед приклеиванием каждого последующего слоя определяется таким же образом, как и при приклеивании на горизонтальные поверхности

      Выполнение многослойных элементов внешнего армирования на вертикальных поверхностях в продольном и поперечном направлениях (“сетка”) производится путем последовательного послойного приклеивания полос ленты попеременно в 2-х направлениях. Операции по приклеиванию ленты могут выполняться при температуре окружающей среды в диапазоне от 5 °С до 35 °С; при этом следят, чтобы температура бетона основания не была ниже 5°С и выше температуры точки росы на 3 °С.

Клеи не допускается наносить на замерзшие поверхности. В случаях, когда температура поверхности бетона ниже допустимого уровня, может иметь место недостаточное насыщение волокон и/или низкая степень отверждения смолы, что отрицательно скажется на работе системы внешнего армирования. Для повышения температуры основания могут быть использованы дополнительные локальные источники тепла.

Не допускается наносить клей на мокрую поверхность. Открытую влагу необходимо удалить, после чего поверхность вытирают и продувают сжатым воздухом.

      Полное отверждение клея в естественных условиях происходит в течение нескольких суток и в значительной мере зависит от температуры окружающей среды. Как правило, время отверждения составляет не более 24 часов при температуре выше 20 °С и не менее 36 часов при температуре от 5 °С до 20 °С.

Нанесение укрывающего слоя связующего и запечатывающий защитный слой

Для обеспечения безопасности (пожарной, защиты от вандализма) или по эстетическим соображениям элементы внешнего армирования на заключительной стадии работ могут быть дополнены различными покрытиями, совместимыми с эпоксидным связующим (красками на эпоксидной основе, полиуретановыми покрытиями, специальными огнеупорными составами). Расход краски обычно не более 0,5 кг на м2. Для лучшего сцепления этих покрытий с элементом внешнего армирования поверхность последнего после укладки финишного слоя связующего присыпается тонким слоем сухого песка крупностью от 0,5 мм до 1 мм.

      Область применения технологии усиления с использованием лент и холстов ограничена по характеристикам клеевого состава, а именно: на территориях с минимальной среднесуточной температурой воздуха наиболее холодных суток (в зимний период) с обеспеченностью 0,95 не ниже минус 40°С , а также температурах воздуха теплого периода года с обеспеченностью 0,95 не выше плюс 35°С.

      При раскрытии трещин в плитах на момент обследования (при действии только постоянной нагрузки) на величину, не превышающую указанную в от воздействия временной нагрузки, допускается выполнить лишь поверхностную герметизацию трещин. Эти работы, направленные на повышение долговечности железобетонных балок, рассматриваются как временные.

      Поверхностная герметизация может выполняться и после вскрытия бетона вдоль трещин на глубину не более толщины защитного слоя и на ширину 155 мм. Вскрытый канал заполняют клеевым составом или полимерраствором. После отверждения клея поверх трещины наклеивают ленту шириной от 150 мм до 200 мм (в зависимости от очертания трещины) с двунаправленными волокнами. Глубинная герметизация предусматривает инъецирование трещин с последующей наклейкой тканевых материалов.

      Наружную поверхность элемента усиления покрыть полимерцементным раствором.

Работы по усилению должны производиться специализированной организацией.

Выводы: Основная эффективность усиления проемов углеволокном достигается на верхнем горизонтальном участке проема, т.к. в этом месте возникают нагрузки на растяжение. На остальных участках углеродные ламели или углеродные ленты служат дополнительным армирующим элементом конструкции. В сейсмически активных районах усиление проемов следует предусматривать на этапе строительства, что позволит значительно повысит прочностные характеристики элементов проема, особенно его горизонтальной части, и использовать стандартные железобетонные изделия.

Примеры усиления железобетонных плит.

Рис.6 Усиление продольных ребер железобетонных плит углеродным волокном

2019-11-17_01-07-22.png

Рис.7 Усиление железобетонных плит углеродным волокном

2019-11-17_12-55-32.png

Рис.8 Усиление ребер железобетонных ригелей углеродным волокном

2019-11-17_12-55-07.png

Применение углеродных композитных материалов обладает рядом преимуществ:

– сокращение сроков проведения работ;

– сокращение трудовых затрат на рабочих и технику;

– отсутствие необходимости выводить объект из эксплуатации;

– незначительный вес;

– минимальное требование к пространству для выполнения работ;

– минимальная толщина материала.

Кроме того , в отличие от традиционных методов усиления, усиление углеродными лентами позволяет полностью сохранить архитектурно-эстетический вид сооружения.

Композиционные материалы на основе волокна отличаются от стали тем, что обладают различными свойствами в различных направлениях, т.е. является анизотропным материалом, в то время как сталь обладает одинаковыми свойствами во всех направлениях, т.е. является изотропным материалом. Самые распространенные типы волоконных материалов для армирования железобетонных конструкции производятся из непрерывных однонаправленных углеродных или стеклянных волокон. При растяжении вдоль волокон однонаправленные композиционные материалы проявляют свойство упругой деформации вплоть до разрыва, без проявления признаков пластической деформации. В связи с упругими свойствами композиционных материалов, а также их внешним расположением в усиливаемой конструкции, стандартные методы, используемые для определения количества стальной арматуры, не применяются для систем внешнего армирования из композиционных материалов. Для их проектирования применяются относительно более сложные процедуры, которые могут включать итеративные методы расчета.

В связи с тем, что волокно в композиционном материале является главным компонентом несущим нагрузку, тип волокна, ориентация волокон и толщина ткани (количество волокон) определяют прочность на растяжение и жесткость материала.

Таблица 1

Тип ткани

Вид плетения

Ширина, мм

Поверностная плотность, г/м2

Модуль упругости, ГПА (волокна)

Прочность на растяжение, ГПА (волокна)

Расчетная толщина ленты, монослоя, мм

Модуль упругости ГПА (пластик)

Прочность на растяжение, ГПА (пластик)

Однонаправленные углеродные ленты

FibARM Tape-530/300

Полотно

300

530

245

4,3

0,294

245

3,6

FibARM Tape-530/150

Полотно

150

530

245

4,3

0,294

245

3,6

При усилении железобетонных конструкций с использованием внешнего армирования из углепластика используется метод расчета по предельным состояниям. В предельном состоянии изгибаемого элемента усилия в сжатой зоне воспринимаются бетоном и сжатой стержневой арматурой, а в растянутой — стержневой арматурой и внешней композитной арматурой.

Основными характеристиками для расчета усиления железобетонных элементов композитными материалами являются:

– сопротивления растяжению Rf,n;

– модуля упругости при растяжении Еf,n;

– предельных относительных деформаций f,ult,n;

– коэффициента поперечной деформации μf,n.

Таблица 2

Нагрузка

Нормативная нагрузка

Коэффициент надежности

Расчетная нагрузка

кН/м2

Постоянная нагрузка на покрытие каркасной части

Гидроизоляционный ковер

0,1

1,3

0,13

Утеплитель -50+120

0,17

1,3

0,22

Цементная стяжка -40

0,72

1,3

0,94

Плиты ребристые ж/б

3,0

1,1

3,3

Технологическая

0,2

1,2

0,24

Итого

4,83

Временная нагрузка (снеговая) на покрытие каркасной части

Снеговая

1,5

2,1

То же, при повышенном снегоотложении

9,4

Действующий изгибающий момент от эксплуатационной нагрузки (при повышенном снегоотложении) составляет 21 кНм:

Расчет усиления плиты ПР1

Исходные данные для расчета:

сечение размерами b = 140 мм, h = 300 мм, а = 20 мм; продольная арматура А400 (Rs=355 МПа); площадь её сечения As = 982 мм2 (2Ø25); Аs’ =283 мм2 (10Ø6 мм2); бетон класса В15 (Rb = 8,5 МПа по табл. 5.2 СП 52-101-2003);

Элемент конструкции находится во внутреннем помещении. Начальные деформации бетона не учитываются.

2019-11-17_19-27-31.png

b =140 мм;

h=300 мм2;

b1=1460 мм;

h1=50мм;

а1=20мм;

а2=20мм

Для усиления на нижнюю продольную поверхность ребра наклеивается один слой углеродной ленты шириной 300 мм со следующими характеристиками: нормативная прочность Rf = 3600 МПа, Ef = 245000 МПа, расчетная толщина монослоя tf = 0,294 мм.

Расчет:

h0 = 300 – 20 = 280 мм

Предельная деформация растяжения

= = = 0,0146

Коэффициент надёжности по материалу для расчета по предельным состояниям первой группы (п. 3.9) gf = 1,1

Коэффициент условий работы (табл. 3.1) СЕ = 0,95

Расчетная прочность по формуле (3.1) равна

= = = 0,0146

Тогда расчетная деформация растяжения по формуле (3.2) равна

=

Расчетный модуль упругости Ef = Eft = 245000 МПа.

Проверяем условие (4.1) для отслаивания:

nEfttf = 1 × 245000 × 0,294 = 72030 < 180000

km = [1- = [1-] = 1,06

Так как km не должен превышать 0,9 принимаем km =0,9.

Поскольку начальные деформации бетона не учитываются, то

efu = kmeft = 0,9 × 0,01261 = 0,01134

Из (4.4) sfu = Efefu = 245000 × 0,01134 = 2778 MПа

Расчётная прочность композитного материала равна Rfu = sfu = 2778 МПа.

Определяем предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона для внешней арматуры

α = 0,85

Rb – 8,5 МПа (расчетное значение сопротивления бетона для предельных состояний первой группы)

w = α – 0,008Rb = 0,85 – 0,008 × 8,5 = 0,782

В формулу для xRf (4.13) подставляем значение прочности Rfu

= = = 0,25

где bui = b0 = 0,002 – предельная относительная деформация бетона при непродолжительном действии нагрузки

Площадь сечения внешней арматуры из ФАП

Af = nfbftf = 1 × 300 × 0,294 = 88,2 мм2

Определим значение х по выражению (4.17) Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами):

х= = =193мм

По таблице 3.2 Пособия к СП 52-101-2003 находим ξR=0,531

Относительная высота сжатой зоны:

ξf= = = 0,69> ξR=0,531

следовательно напряжение по внешней арматуре меньше расчетного.

Проверяем напряжение по выражению (4.24)

σf= = =225 МПа

∆= = = -92%

Поскольку недоиспользование прочности внешней арматуры большое, принимаем sf = 2778 МПа.

Предельный изгибающий момент:

Мult= Afσf + АsRs = 88,2∙225∙(300-0,5∙230)+982∙355(280-0,5∙230)+283∙355(0,5∙230-20)=70,7 кНм > 21 кНм

т.е. прочность сечения обеспечена.

Расчет усиления плиты ПР2

Исходные данные для расчета:

сечение размерами b = 140 мм, h = 300 мм, а = 20 мм; продольная и поперечная арматура А400 (Rs=355 МПа); площадь её сечения As = 760 мм2 (2Ø22); As‘= 283 мм2 (10Ø6мм2); бетон класса В15 (Rb = 8,5 МПа);

Элемент конструкции находится во внутреннем помещении. Начальные деформации бетона не учитываются.

2019-11-17_19-27-31.png

b =140 мм;

h=300 мм2;

b1=1460 мм;

h1=50мм;

а1=20мм;

а2=20мм

Для усиления на нижнюю продольную поверхность ребра наклеивается один слой углеродной ленты шириной 300 мм со следующими характеристиками: нормативная прочность Rf = 3600 МПа, Ef = 245000 МПа, расчетная толщина монослоя tf = 0,294 мм.

Расчет:

h0 = 300 – 20 = 280 мм

Предельная деформация растяжения

= = = 0,0146

Коэффициент надёжности по материалу для расчета по предельным состояниям первой группы (п. 3.9) gf = 1,1

Коэффициент условий работы (табл. 3.1) СЕ = 0,95

Расчетная прочность по формуле (3.1) равна

= = = 0,0146

Тогда расчетная деформация растяжения по формуле (3.2) равна

=

Расчетный модуль упругости Ef = Eft = 245000 МПа.

Проверяем условие (4.1) для отслаивания:

nEfttf = 1 × 245000 × 0,294 = 72030 < 180000

km = [1- = [1-] = 1,06

Так как km не должен превышать 0,9 принимаем km =0,9.

Поскольку начальные деформации бетона не учитываются, то

efu = kmeft = 0,9 × 0,01261 = 0,01134

Из (4.4) sfu = Efefu = 245000 × 0,01134 = 2778 MПа

Расчётная прочность композитного материала равна Rfu = sfu = 2778 МПа.

Определяем предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона для внешней арматуры

α = 0,85

Rb – 8,5 МПа (расчетное значение сопротивления бетона для предельных состояний первой группы согласно СП 52-101-2003))

w = α – 0,008Rb = 0,85 – 0,008 × 8,5 = 0,782

В формулу для xRf (4.13) подставляем значение прочности Rfu

= = = 0,25

где bui = b0 = 0,002 – предельная относительная деформация бетона при непродолжительном действии нагрузки

Площадь сечения внешней арматуры из ФАП

Af = nfbftf = 1 × 300 × 0,294 = 88,2 мм2

Определим значение х по выражению (4.17):

х= = =162мм

По таблице 3.2 Пособия к СП 52-101-2003 находим ξR=0,531

Относительная высота сжатой зоны:

ξf= = = 0,58> ξR=0,531

следовательно напряжение по внешней арматуре меньше расчетного.

Проверяем напряжение по выражению (4.24 Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами):)

σf= = =588 МПа

∆= = = -79%

Поскольку недоиспользование прочности внешней арматуры большое, принимаем sf = 2778 МПа.

Предельный изгибающий момент:

Мult= Afσf + АsRs= 88,2∙2778∙(300-0,5∙230)+760∙355(280-0,5∙230)+ 283∙355(0,5∙230-20)=38,64 кНм > 21 кНм

т.е. прочность сечения обеспечена.

3. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании выполненного визуально-инструментального обследования состояния железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., экспертом определено фактическое-техническое состояние;

По результатам обследования железобетонных конструкций здания, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия в соответствии СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений», а также в сответствии с ГОСТ 31937-2011:

Фактические показатели технического состояния железобетонных конструкций колонн в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., оценивается как недопустимое техническое состояние ГОСТ 31937-2011.

Фактические показатели технического состояния железобетонных конструкций ригелей в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., оценивается как недопустимое техническое состояние ГОСТ 31937-2011.

Фактические показатели технического состояния железобетонных конструкций ребристых плит перекрытия в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7., оценивается как недопустимое техническое состояние ГОСТ 31937-2011.

РЕКОМЕНДАЦИИ:

Для увеличения эксплуатационных показателей и приведение фактического состояния железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7. к исправному техническому состоянию, необходимо выполнить усиление железобетонных конструкций здания.

Разработать проект усиления железобетонных конструкций, колонн, ригелей, ребристых плит перекрытия в здании, расположенного по адресу: Московская область, г.ХХХХ, ул.ХХХХ, д.7. композитными материалами (углеволокном) или с помощью металлических конструкций.

Строительный эксперт

ООО «Сторойэкспертиза» ___________________________/ Напылов В.Ю.

4. Перечень используемой нормативно-технической документации

1. Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-ФЗ (ред. от 02.07.2013) “Технический регламент о безопасности зданий и сооружений”.

2. Приказ Росстандарта № 831 от 17.04.2019 «Об утверждении перечня документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30.12.2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

3. Вершинина О.С. «Пособие строительного эксперта», Москва, 2008 г.

4. ГОСТ 31937-2011. Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.

5. ГОСТ 26433.2-96 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений параметров зданий и сооружений.

6. ГОСТ 27751-2014. Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения”, введен с 01.07.2015г

7. СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. Дата введения 2003-08-21.

8. СП 13-102-2003. Свод правил по проектированию и строительству. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооруженийМ.: Госстрой,2011г.

9. СП 20.13330.2016. (СНиП 2.01.07-85) Свод правил по проектированию и строительству. Нагрузки и воздействия. М.: Минстрой, 2016г.

10. СП 70.13330.2012 (с изменениями № 1,3 от 2016г) Свод правил. Несущие и ограждающие конструкции.

11. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.

12. СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования» 

Приложение 1

Фото-фиксация:

Фото 1. Ребристые плиты прекрытия усиливаемые углеродным волокном.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4069.jpg


Фото 2. Рёбра ребристой плиты восстановить ремонтными составами.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4070.jpg

Фото 3. Рёбра ребристой плиты восстановить ремонтными составами.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4071.jpg

Фото 4. Рёбра ребристой плиты восстановить ремонтными составами.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4072.jpg

Фото 5. Рёбра ребристой плиты восстановить ремонтными составами.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4073.jpg

Фото 6. Рёбра ребристой плиты восстановить ремонтными составами.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4074.jpg

Фото 7. Измереный показатель прочности бетон .Класс бетона по почности соответствует В12-В15.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4075.jpg

Фото 8. Ребристые плиты прекрытия усиливаемые углеродным волокном.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4076.jpg

Фото 9. Ригель, Колонна, Ребристые плиты прекрытия усиливаемые углеродным волокном.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4078.jpg

Фото 10. Ребристые плиты прекрытия усиливаемые углеродным волокном.
C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4079.jpg

Фото 11. Ригель, Колонна, Ребристые плиты прекрытия усиливаемые углеродным волокном.
C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4080.jpg

Фото 12. Ребристые плиты прекрытия усиливаемые углеродным волокном.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4081.jpg

Фото 13. Колонна и ригель усиливаемые углеродным волокном.

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4067.jpg

Фото 14.Трещины в результате температурного воздействия..

C:\Users\Александр\Desktop\ХХХХ ХХХХ 7\IMG_4066.jpg

Приложение 2