Особенности проведения обследований монолитных железобетонных ребристых перекрытии после длительного периода эксплуатации
На промышленных предприятиях нередко эксплуатируются многоэтажные производственные корпуса, построенные в 30-е годы и более ранние периоды. Железобетонные конструкции этих корпусов монолитные; перекрытия, как правило, ребристые с балочными плитами.
Модернизация технологических процессов зачастую приводит к увеличению нагрузки на перекрытия. На ряде предприятий такое увеличение нагрузок осуществлялось в процессе длительной эксплуатации неоднократно без выполнения каких-либо расчетов и при отсутствии данных о несущей способности конструктивных элементов.
При проведении обследования конструкций определяется их фактическое состояние, выявляются имеющиеся дефекты, оценивается различными приборами и пробными пробивками прочность бетона, устанавливается фактическое армирование элементов в расчетных сечениях, проводится испытание вырезанных образцов арматуры. Как правило, при обследовании перекрытий выявляются следующие характерные дефекты: наличие трещин, выколы, отслоение защитного слоя бетона, промасливание и т. п. Анализ результатов прочности бетона показывает, что если при возведении конструкций бетон имел удовлетворительное качество и в процессе эксплуатации не подвергался агрессивным воздействиям, то его проектный класс по прочности на сжатие после 40-50 лет эксплуатации существенно возрастает: бетон классов В10-В15 в период обследования имеет класс В15-В20.
В большинстве случаев чертежи конструкций перекрытий отсутствуют, поэтому важнейшим этапом обследования является определение фактического армирования элементов в расчетных сечениях. Обычно это осуществляется вскрытиями арматуры путем пробивки борозд в бетоне. Вскрытия нижней арматуры в плитах и балках перекрытий для определения несущей способности пролетных сечений не вызывают затруднений. Вскрытия верхней надопорной арматуры всегда сильно осложнены рядом причин:
• на перекрытиях установлено действующее оборудование, которое затрудняет доступ к необходимому месту вскрытия;
• для доступа к основной железобетонной конструкции необходимо разбить все наслоения чистого пола;
• верхняя арматура конструктивных элементов при бетонировании часто оказывается опущенной вниз (против проектного положения), в результате чего для ее нахождения приходится разбивать бетон на значительном участке. Особенно трудно обнаружить здесь арматуру, уложенную во втором ряду.
Практика проведения обследований показывает, что для большинства железобетонных ребристых перекрытий, построенных в 20-е - 30-е годы, можно существенно сократить число вскрытий арматуры. Для этого необходимо выполнить следующее:
1. Определить расчетную несущую способность пролетного сечения элемента по фактически установленной в нем площади сечения арматуры. Расчет выполняется по методике и с использованием прочностных характеристик бетона и арматуры, существовавших в период возведения здания.
2. Записать соответствующее выражение для изгибающего момента в рассматриваемом сечении элемента при действии постоянной нагрузки g и временной ν в упругой стадии, так как определение усилий в статически неопределимых элементах выполнялось, как правило, в упругой стадии.
3. Найти величину временной нагрузки о, принимавшуюся при проектировании перекрытий. Это можно сделать, приравняв результаты расчета по пп. 1 и 2. Если арматура вскрыта в нескольких пролетных сечениях, то величину нагрузки о следует найти во всех сечениях, а затем принять ее среднее значение.
4. Определить M и Q в упругой стадии при известных нагрузках g и ν для всех остальных характерных сечений элемента и соответствующую площадь сечения арматуры по методике норм проектирования, действовавших в период возведения здания.
Для контроля полученных результатов следует выполнить 1-2 вскрытия арматуры на опорах.
Результаты обследований показывают довольно близкое совпадение подсчитанных приведенным способом площадей сечения арматуры с фактической. Так, разброс для пролетных сечений составляет ±12%, а опорных - от +10 до +30% за счет того, что при вскрытиях опорной арматуры стержни, расположенные во втором ряду, вскрывались неполностью.
Приведенная методика позволяет ограничиться одним или двумя вскрытиями нижней пролетной арматуры в плите, второстепенной балке и, если это возможно, одним контрольным вскрытием опорной арматуры во второстепенной и главной балках.
(*) Бедов А. И. и др. Оценка технического состояния оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений.
