Тема 2. Методы оценки технического состояния

В процессе эксплуатации конструкций возникает необходимость установ­ления возможности использования конструкций по назначению в конкретных условиях и на определенный прогнозируемый срок, определяемый условиями эксплуатации или реконструкции. Такая возможность может быть установлена проверкой надежности и долговечности конструкций, которая называется оценкой технического состояния конструкций.

Оценка технического состояния конструкций является самостоятельным разделом строительной деятельности. Необходимость такой оценки вызвана физическим и моральным износом строительных конструкций и изменением условий эксплуатации, а также отсутствием в строительных нормах в явном ви­де учета фактора времени.

Согласно [1] состояние отдельных элементов конструкций может быть классифицировано:

• исправное - при выполнении всех требований, норм и государственных стандартов;

• работоспособное - при частичном отступлении от требований проекта и действующих норм, но без нарушения требований предельных состояний пер­вой группы, а также при нарушении требований второй группы, не ограничи­вающих нормальное функционирование производства;

• ограниченно работоспособное - состояние, при котором обеспечение технологического процесса осуществляется при контроле над состоянием кон­струкций; ограничение продолжительности эксплуатации и ограничение пара­метров технологического процесса;

• аварийное - при имеющихся нарушениях требований первой группы предельных состояний.

Строительные конструкции имеют ряд отличительных особенностей, за­трудняющих оценку техсостояния:

1. Огромное разнообразие конструктивных форм, затрудняющих выработ­ку единых подходов

2. Значительная неопределенность расчетных моделей, связанная с вероят­ностным характером материалов, нагружений и условий эксплуатации.

3. Невозможность в большинстве случаев проверки работоспособности конструкций прямыми методами.

Оценка технического состояния любой конструктивной формы осуществ­ляется следующими основными методами:

11

1. По факту наличия повреждений, т.е. попринципу «допустим - недопус­тим».

2. Сопоставление дефектов и повреждений конструктивной формы с до­пустимыми величинами, зафиксированными в нормах или проектах. Возможно выполнить для

• материала конструкций;

• соединения элементов в конструкции.

3. Расчетная оценка влияния дефектов и повреждений на несущую способ- ность конструкций - для конструкций и их элементов. Этот метод является наиболее универсальным.

Путем общего анализа дефектов и повреждений, а также результатов про­верочных расчетов определяется техническое состояние отдельных конст­рукций здания:

• состояние конструкции I - нормальное. Фактические усилия в элементах и сечениях не превышают допустимых по расчету. Отсутствуют дефекты и по­вреждения, препятствующие нормальной эксплуатации или снижению несущей способности и долговечности;

• состояние конструкции II -удовлетворительное. По несущей способно­сти и условиям эксплуатации отвечают состоянию I. Имеют место дефекты и повреждения, которые могут снизить долговечность конструкций. Необходимы мероприятия по защите конструкций;

• состояние конструкции III - непригодное для эксплуатации. Конструкция перегружена или имеют место дефекты и повреждения, которые свидетельст­вуют о снижении ее несущей способности. Или на основе проверочных расче­тов и анализа повреждений возможно обеспечение ее целостности на момент усиления;

• состояние конструкции IV - аварийное. То же, что и для состояния кон­струкции III. Или на основе проверочных расчетов и анализа дефектов и по­вреждений невозможно гарантировать целостность конструкций на период усиления, особенно если возможен «хрупкий» характер разрушения. Необхо­димо вывести людей из зоны возможного обрушения, выполнить немедленно разгрузку, принять другие меры безопасности.

Здания (сооружения) в целом рекомендуется относить к одному из сле­дующих состояний в зависимости от состояния несущих и ограждающих кон­струкций:

I - нормальное: у здания отсутствуют несущие и ограждающие конструк­ции, которые отвечают состояниям конструкций II, III и IV;

II - удовлетворительное: у здания отсутствуют несущие и ограждающие конструкции, которые отвечают состояниям конструкций III и IV ;

III - непригодное для нормальной эксплуатации: у здания (сооружения)

отсутствуют несущие и ограждающие конструкции, которые отвечают состоя­нию конструкций IV;

IV - аварийное: в здании есть несущие и ограждающие конструкции, ко­торые отвечают состоянию конструкций IV .

В отличие от случая проектирования новых конструкций, когда их надеж­ность подтверждается только путем расчета, для характеристики уже сущест­вующих конструкций могут применяться методы, основанные на:

• анализе опыта эксплуатации;

• использовании методов проверочного расчета;

• проверке пробной нагрузкой.

Прогнозируемый срок эксплуатации конструкций принимается по од­ному из следующих вариантов:

- до исчерпания установленного нормативного срока функционирования здания или сооружения;

- до ближайшего планируемого капитального ремонта;

- до установленного в процессе оценки срока, по истечении которого кон­струкция вновь подлежит оценке с целью проверки возможности продлить до­пускаемый срок эксплуатации.

Структурные части процедуры оценки технического состояния при ис­пользовании расчетного метода оценки:

1. Натурное обследование конструкций, выявляющее их действительное состояние и условия эксплуатации.

2. Проверочные расчеты с учетом результатов натурных исследований.

3. Оценка технического состояния с установлением возможности и усло­вий эксплуатации конструкций.

4. Рекомендации по ремонту и усилению конструкций с использованием остаточной несущей способности конструкций.

Натурные исследования являются сбором данных о техническом состоя­нии конструкций и могут быть разделены на следующие части:

1. Уточнение характеристик материалов, поскольку реальные свойства ма­териала отличаются от проектных и изменяются во времени: усталость, старе­ние и т.д.

2. Уточнение нагрузок и воздействий. Необходимость этого диктуется от­личием нагрузок, реализуемых в процессе эксплуатации, от принятых при про­ектировании.

3. Техническая диагностика или натурные освидетельствования конструк­ций, целью которых является выявление дефектов и повреждений, а также оп­ределение количественных характеристик конструкций.