Глава 6

_{СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ЭКСПЕРТИЗЫ}

_{6.1. ОБСЛЕДОВАНИЕ ЗДАНИЙ ПОСЛЕ ПОЖАРОВ,}

АВАРИЙ, ВЗРЫВОВ

6.1.1. Методика проведения технического

обследования

В процессе любого вида обследования выполняется осмотр здания. При осмотре здания, поврежденного пожаром, обнаружи­вается и фиксируется документально очаг поражения и прилегаю­щие к нему зоны повреждения конструкций, а также выявляется состояние конструкций в зонах поражения здания, в первую оче­редь в зоне разрушения. После этого отыскивается и обеспечива­ется сохранность предметов — термосвидетелей (строительных конструкций, их элементов, оборудования и материалов), которые могут охарактеризовать температурный режим в зонах огневого воз­действия. Затем собирают сведения о состоянии строительных кон­струкций до пожара, а также о развитии пожара и его тушении.

В зависимости от интенсивности огневого воздействия железо­бетонные конструкции получают различные повреждения. Разли­чают три основные зоны повреждений конструкции: 1) наиболее интенсивного огневого воздействия (очаг поражения); 2) прилега­ющие к очагу пожара (зоны поражения); 3) не поврежденные ог­нем участки.

Прилегающие к очагу пожара зоны поражения подразделяются в свою очередь на участки тяжелых, сильных и слабых повреждений.

Во время осмотра определяют границы всех зон и участков.

Выявление и фиксация признаков очага поражения зда­ния — наиболее сложная часть работы при осмотре строительных железобетонных конструкций, поврежденных огнем. Зачастую место возникновения пожара и очаг поражения строительных кон­струкций здания огнем могут не совпадать. В этом случае необду­манное принятие вывода пожарно-технической экспертизы о рас­положении очага поражения здания как места очага пожара может оказаться ошибочным. Граница очага поражения здания определя­ется только по характеру и степени повреждения конструкций.

1381

Первоочередной задачей является обнаружение и фиксация при­знаков очага поражения, анализ которых позволит установить место наиболее интенсивного воздействия огня на конструкции. К признакам очага поражения относятся следы наиболее тяжелых повреждений и разрушения конструкций, следы горения и направ­ленности распространения пожара. Однако не всегда при пожаре возникают и сохраняются явные признаки очага поражения, по­этому важно установить характерные для повреждения места ин­тенсивного теплового воздействия на строительные конструкции.

Очевидные признаки очага поражения отсутствуют, например, во время кратковременного пожара небольшой разрушительно­сти. В этом случае определяются следы пожара, свидетельствую­щие о направленности горения.

Для выявления места наиболее интенсивного горения важное значение имеют показания очевидцев, которые обнаружили по­жар или участвовали в его тушении.

При осмотре нельзя определить заранее, какие следы пожара приобретут решающее значение. Поэтому важно правильно за­крепить и сохранить обнаруженные следы поражения.

В здании, поврежденном пожаром, до окончания осмотра должны быть сохранены: строительные конструкции или их эле­менты, предметы и признаки, характеризующие обстановку нака­нуне пожара; следы пожара, отражающие особенности горения, поведения строительных конструкций и их состояния по зонам повреждения, а также признаки и другие доказательства причины разрушения (обрушения) железобетонных конструкций во время или после пожара.

По признакам, характеризующим обстановку перед пожаром, судят о размере и характере горючей нагрузки (мощности огне­вой нагрузки на строительные конструкции, границах очага по­ражения и характерных повреждениях по зонам здания). Сохра­нение указанных признаков входит в обязанности экспертов, членов местных комиссий и других должностных лиц, занимаю­щихся анализом последствий пожара.

В случае обрушения железобетонных конструкций во время пожара находят и сохраняют доказательства причин их разруше­ния. На практике выполнить эти рекомендации непросто, по­скольку найденные при визуальном осмотре части конструкций могут быть неопознаны, а в последующем изъяты из состава веще­ственных доказательств. В связи с этим при выявлении предметов (документов), могущих оказаться вещественными доказатель­ствами, нужно придерживаться следующих правил: 1) особо тща­тельно исследовать следы и вещественные доказательства обруше­ния конструкций в очаге поражения здания; 2) ориентироваться

1386

на более широкий круг предположений о причине обрушения час­тей здания и железобетонных конструкций; 3) если возникает во­прос о целесообразности сохранения или изъятия предмета (доку­мента), он должен быть решен в пользу его сохранения.

Обстановка в здании, где произошел пожар, быстро изменяется и может быть нарушена под воздействием метеоусловий, при вос­становительных работах, вследствие преднамеренных действий, направленных на скрытие следов пожара, характеризующих при­чину обрушения конструкций. В связи с этим осмотр и разборка строительных конструкций, раскопки и другие работы, организуе­мые без разрешения местной комиссии, ведущей расследование причин пожара, должны быть исключены. Наиболее целесообраз­но для сохранения обстановки в здании принять меры по ликви­дации последствий пожара в очаге поражения без разборки и де­монтажа строительных конструкций. Неконтролируемая разборка завалов с удалением конструкций в большей мере искажает обста­новку в здании, чем разрушительный процесс горения при пожаре.

Для фиксирования последствий пожара широко применяют фо­тографирование. Оно позволяет быстро и объективно запечатлеть со­стояние здания, поврежденного пожаром, точно воспроизвести спе­цифические детали, элементы, узлы, дать наглядное представление о некоторых признаках поражения конструкций здания, которые не­возможно описать в протоколе осмотра. Кроме того, при осмотре не всякое вещественное доказательство можно изъять с места пожара.

Различают четыре вида фотоснимков: ориентирующий, обзор­ный, узловой и детальный (табл. 6.1).

Таблица 6.1. Виды фотосъемки и методика ее проведения

Снимок	Назначение снимка, рекомендации по его осуществлению
Ориентирующий	Для фиксации взаимного расположения очага поражения здания и прилегающих к нему участков повреждения. Снимки получают с более высоких точек, чем объект. Для съемки при­меняют широкоугольные объективы или панорамную съемку
Обзорный	Для фиксации объекта пожара, если по условиям съемки зона горения не может быть показана на одном кадре. Сним­ков должно быть столько, чтобы можно было показать вза­имное расположение конструкций или частей здания
Узловой	Для фиксации отдельных участков или их частей, характер­ных разрушений. Узлы снимают крупным планом
Детальный	Для фиксации отдельных конструкций или их элементов, следов огневого воздействия на поверхности элементов; при­знаков, характеризующих повреждения железобетонных кон­струкций Съемку выполняют основными объективами. Для более крупного изображения используют удлинительные кольца к объективу. Применяют метод масштабной съемки (с линей­кой, метром)

1391

Если фотографируемый объект не помещается в кадр, его сни­мают по частям, которые монтируют в один снимок (панораму). Панорамы могут быть круговыми, секторными, линейными.

Секторная панорама является более распространенной при исследовании последствий пожаров. Наилучшие результаты при съемке секторной панорамы получают с использованием штати­ва. Во время фотографирования в каждый последующий снимок должно входить 0,10—2 части предыдущего кадра. Круговую па­нораму применяют редко. К фотосъемке линейной панорамы прибегают в случае, если фотоаппарат не может быть отнесен на достаточное расстояние от объекта или если линейную конструк­цию снимают по частям крупным планом. Каждый кадр линей­ной панорамы снимают на одинаковом расстоянии от конструк­ции. Нужно учитывать, что при линейной съемке проявляются большие перспективные искажения по краям кадра.

Части здания, участки, детали снимают перед его разборкой, на отдельных этапах работы и после ее завершения. Так, фото­съемку элементов железобетонных конструкций производят перед вскрытием арматуры, после удаления бетона поврежденной огнем части сечения, после фиксации толщины защитного слоя бетона, а также после полного обнажения арматурного каркаса (сетки) в характерных местах.

Не относящиеся к данной обстановке предметы из кадра сле­дует убрать, чтобы они не мешали восприятию основного содер­жания снимка. Неоднородными включениями могут быть лестни­цы, стремянки, подмости, приспособления и инструменты, предназначенные для обследования конструкции, предметы, вне­сенные в зону поражения после пожара, и т. п. Если до съемки в здании были устроены временные подмости, настилы, обшивки, мешающие фотографированию, на время съемки их нужно по воз­можности убрать. Людей, которые могут попасть в кадр, удаляют.

Фотосъемки элементов конструкций, деталей оборудования, отдельных признаков в очаге поражения должны сопровождаться фотографированием зоны поражения здания всей железобетон­ной конструкции, устройства или оборудования. Этот прием фо­тосъемки обеспечивает доказательность местоположения детали, узла, элемента конструкции или характерного признака.

Аварийные или предаварийные конструкции (с признаками тяжелых повреждений), угрожающие обрушением или подлежа­щие разборке, осматривают и фотографируют в первую очередь. Съемка обгоревших, поврежденных и закопченных строительных конструкций требует особого навыка. Определенную сложность представляет фотосъемка длинных и затемненных зданий. При съемке длинных помещений свет импульсной лампы слабо осве­

1396

щает их глубину. Съемку в таких случаях производят с примене­нием специальных приемов: съемка со штатива — выдержка «от руки»; способом «блуждающего света»; с использованием не­скольких импульсных ламп, включающихся синхронно.

Для изучения особенностей состояния материалов железобе­тонных конструкций, поврежденных огнем, используют макрофо­тосъемку. Крупномасштабную макросъемку производят в лабора­торных условиях с использованием специальной аппаратуры. Места фотографирования последствий пожара отмечают в прото­коле осмотра здания.

Различают предварительный и основной (детальный) осмотр здания, поврежденного пожаром. Во время предварительного осмотра здания определяют участки обрушения и аварийные конструкции и ограждают опасную зону. Основной осмотр участ­ков здания подразделяется на визуальный и инструментальный. В процессе визуального осмотра участки повреждения строитель­ных конструкций сохраняют без изменения, за исключением тех случаев, когда требуется обеспечить безопасность.

^{В объем визуального осмотра входят:}

• обследование состояния несущих строительных конструк­ций в зонах повреждения. При этом определяют границы очага поражения, зону обрушения, конструктивную схему, способ огне­защиты строительных железобетонных конструкций здания;

• определение степени повреждения элементов здания и фик­сация зон повреждения на планах здания и развертках конструк­ций;

• оценка прочности бетона в железобетонных конструкциях косвенными методами: эталонными молотками или другими про­стейшими приемами; определение расположения арматуры по се­чению железобетонных конструкций и ее механических свойств;

• установление необходимости проведения дополнительных испытаний материалов и конструкций с целью определения бо­лее достоверных данных о фактических свойствах бетона и арма­туры;

• составление заключения о состоянии здания в целом и предварительно рекомендуемые способы его восстановления.

При обследовании состояния несущих конструкций определя­ют их взаимное расположение в аварийной зоне и устанавливают очаг поражения.

Данные о состоянии и взаимном расположении строительных конструкций в очаге поражения (в аварийной зоне и зоне разру­шения) вносят в протокол осмотра и фотографируют. Особенно тщательно фиксируют следы пожара, которые после разборки аварийной зоны и расчистки участков обрушения конструкций

1402

могут не сохраниться. При этом по характеру и степени разру­шения частей здания в процессе пожара намечают границы участков повреждения конструкций.

Большую роль визуальный осмотр приобретает при анализе последствий пожаров, сопровождающихся обрушениями частей здания. Перемещение и вывоз поврежденных конструкций из зо­ны обрушения может привести к полному уничтожению призна­ков очага поражения здания. В таких случаях к осмотру конст­рукций в наиболее поврежденной зоне здания приступают сразу после тушения пожара, как только позволит обстановка в очаге поражения.

В результате проведения осмотра подготовляют заключение о состоянии здания после пожара. Оно включает подробное описа­ние случаев обрушения частей здания, отдельных конструкций или элементов, а также данные об отклонении несущих конст­рукций от проектного положения (по результатам геодезической съемки); эскизы, фотографии поврежденных конструкций, их уз­лов и пересечений с нанесенными размерами; поэтажные планы и характерные разрезы здания с нанесенными на них поврежде­ниями, обрушениями, отклонениями от осей; развертки несущих железобетонных конструкций с указанием на них перемещений, раскрытия трещин и других дефектов.

Инструментальный осмотр железобетонных конструкций со­провождается их разборкой, извлечением из зоны обрушений, испытанием прочности бетона конструкций, определением поло­жения арматуры в ней. Во время разборки завалов в здании же­лезобетонные конструкции, подлежащие инструментальному осмотру, перемещают на расчищенные места или в менее по­врежденные зоны. В процессе инструментального осмотра уточ­няют результаты ранее проведенного визуального осмотра.

Инструментальный осмотр железобетонных конструкций не всегда нужно проводить в пределах всего очага поражения зда­ния. В образовавшихся завалах необходимо осмотреть те железо­бетонные конструкции, которые могут характеризовать причину обрушения части здания. Однако во всех случаях чем больше зо­на интенсивного горения и значительнее участки разрушения строительных конструкций, тем больше требуется усилий, време­ни и материальных затрат для проведения осмотра.

Принципом любого вида осмотра является последовательный переход от общего обзора к осмотру отдельных деталей. Сначала выполняют общий обзор здания, затем осмотр его частей, распо­ложенных в очаге поражения; после этого осмотр конструкций по зонам повреждения и конструкций в пределах узла, стыка или сопряжения и, наконец, осмотр деталей.

1407

Общий обзор частей здания в целом позволяет выявить зако­номерности в изменении повреждений конструкций в пределах всех зон поражения одновременно. По внешним признакам по­вреждений устанавливают очаг поражения здания и направления, в которых степень повреждения конструкций уменьшается.

При осмотре здания по зонам поражения определяют вид по­вреждения, фиксируют дефекты, характерные для каждой зоны, намечают границы участков повреждения конструкций.

Осмотр узлов конструкций дает возможность установить состо­яние стыков и мест сопряжения железобетонных конструкций, ко­торыми может определяться группа признаков, в совокупности объясняющих характер развития температурных деформаций час­тей здания при огневом воздействии и после него.

При осмотре деталей выявляют наиболее поврежденные ог­нем элементы железобетонных конструкций, устанавливают со­стояние групп по зонам поражения здания.

Осмотр очага поражения здания проводят по мере возможно­сти доступа в него. Участки здания, находящиеся за пределами очага поражения, осматривают сразу же после начала обследова­ния.

В высоких и затемненных помещениях для оценки состояния опирания ригелей (балок, ферм) на колонны или несущие стены применяют передвижные телескопические приборы, полевой би­нокль или линзовый эндоскоп.

Линзовый эндоскоп РВП-451 состоит из двух составных тру­бок, в которые вмонтированы оптические стекла. Длина трубок 7,5 м (одна 1,5 м, другая 6 м), диаметр трубки 38 мм. Эндоскоп обеспечивает 5—10-кратное увеличение и позволяет осматривать конструкции, расположенные от наблюдателя на расстоянии до 7,5 м.

Осмотр высокорасположенных конструкций ведут с мостовых кранов или подмостей, специально возведенных для этих целей. В затемненных помещениях устанавливают переносные источни­ки света (прожекторы). В труднодоступных местах, где возможны концентрации токсичных веществ, осмотр проводит группа, со­стоящая не менее чем из трех человек, при этом один из них должен наблюдать за выполнением работ с безопасного места.

При использовании в затемненных местах микроскопов типа трубки Бринелля (МПБ-2 и т. п.) хороший эффект дает местная точечная подсветка электрическим фонарем.

В процессе осмотра зданий, поврежденных пожаром, опреде­ляют состояние железобетонных конструкций, степень их прогре­ва, наличие скрытых дефектов, трещин.

1412

Глубину прогрева сечений железобетонных элементов ориенти­ровочно можно оценить по изменению звука и цвета бетона, не­посредственным испытанием, путем откола бетона по сечению мо­лотком, теплотехническим расчетом, если известны длительность и максимальные температуры огневого воздействия. При такой оценке следует учитывать вид обогрева и массивность элементов. У массивных элементов (например, колонн) часть бетона, прогре­тая до температур 500—550 °С при двух- и трехстороннем обогреве, отваливается при ударе молотком. Односторонний обогрев тонко­стенных железобетонных конструкций (например, плит) приводит к их относительно равномерному прогреву. В таком случае опреде­лить глубину прогрева сечения до температуры 500—600 °С непо­средственно отколом бетона практически невозможно. При этом тонкостенные элементы находятся в сложном напряженном состо­янии, а у бетона по всему сечению конструкции значительно сни­жаются прочностные и деформативные свойства. Вследствие этого перекаленные огнем участки тонкостенных сечений разрушаются от действия собственных масс при их демонтаже.

Для определения скрытых дефектов конструкций: трещин, пус­тот, раковин, рыхлого бетона — применяют ультразвуковые прибо­ры. Наиболее удобным является прибор УКБ-1М. Он измеряет скорость распространения акустического импульса, изменение его энергии и частотно-амплитудный спектр. Работа прибора основа­на на том, что при прохождении ультразвука через бетон, имею­щий неоднородные включения, акустические импульсы затухают интенсивнее, чем в неповрежденном бетоне. Точность измерения амплитуды импульсов зависит от надежности акустических контак­тов щупов прибора и бетона, поэтому при обследовании наряду с коэффициентом затухания определяют и характер реверберацион-ного процесса в сечении элемента. При дефектоскопии массивных железобетонных конструкций на низких частотах (20—150 кГц) чув­ствительность приборов невелика. Однако некоторые специфиче­ские дефекты, вызванные некачественной укладкой бетона, воз­действием огня, промерзанием или коррозионными разрушениями, обнаруживаются достаточно четко.

Участки бетона, поврежденные огнем, определяет перелом ли­нии продольного годографа (рис. 6.1). Толщину разрушенного поверхностного слоя бетона находят по формуле

6=0,5/_а>₁-у₂)/(у₁+у₂), (6.1)

где 1_а — расстояние от излучающего преобразователя до точки пе­релома годографа; у_{ и у₂ — соответственно скорости ультразвука в неповрежденном и поврежденном слоях бетона.

1418

^{Рис. 6 1 Определение локальных дефектов бетона ультрузвуковым продольным}

^{профилированием}

а — участок бетона с нарушенной структурой, б — продольный годограф, в — глубина трещин н бетоне, 1,2 — зоны установки излучателя и приемника, 3— участок бетона конструкции с нарушенной структурой, 4 — перелом линии годографа при наличии слоя бетона, поврежден­ного огнем, 5—разрыв линии годографа при наличии трещин в конструкции, #—поверхно­стная трещина

В процессе обследования зданий, поврежденных пожаром, вы­являют конструкции, имеющие трещины в бетоне с шириной рас­крытия более 0,3 мм. Такие трещины в ряде случаев являются внешними признаками повреждений, значительно влияющих на прочность и долговечность железобетонных конструкций. Так, широко раскрытые трещины 2, расположенные в пролете изгибае­мых элементов, свидетельствуют о снижении прочности рабочей арматуры или потере предварительных напряжений в ней (рис. 6.2). Беспорядочные температурно-усадочные трещины 3 и 4 возникают на поверхности бетона, поврежденного огнем. Влияние

Рис. 6.2. Характер образования трещин и повреждений в элементах железобетонных конструкций от огневого воздействия:

а — в ребристых плитах покрытий и перекрытий (прогрев снизу со стороны ребер); б—ь

прогонах, балках, ригелях; в—в колоннах, стойках, элементах ферм

1423

неглубоких трещин 3 на прочность конструкции менее значитель­но, чем на их долговечность. Глубокие трещины 4 в сжатой зоне указывают на снижение прочности железобетонных конструкций. Наличие сквозных рваных отверстий в тонкостенных элементах и обрушение (обкол) лещадок 5 бетона площадью 0,001—0,03 м² на глубину 10—15 мм с поверхности массивных элементов является следствием взрывообразного разрушения бетона. Эти повреждения характерны для участков непосредственного воздействия пламени на железобетонные конструкции над очагом пожара. Трещины / в стыке ребер плиты с ее полкой возникают от разности температур­ных напряжений в сечениях элементов.

Продольные сквозные трещины 6 вблизи углов конструкций являются признаком отслоения защитного слоя бетона, наиболее поврежденного двухмерным потоком тепла. При простукивании защитный слой бетона не имеет хорошего сцепления с ядром се­чения, глухо звучит и отлетает. Продольные несквозные трещины 7 в середине стороны сечения пронизывают защитный слой и являются следствием поперечного температурного расширения арматурного стержня. Глубокие, иногда сквозные трещины 8 на стыке двух частей колонн свидетельствуют о значительных тем­пературных перемещениях элементов покрытия и об аварийном состоянии надкрановых частей колонн после пожара.

Наиболее чувствительны к силовому и огневому воздействию консоли колонн. В коротких консолях железобетонных колонн причиной образования трещин является срез бетона (рис. 6.3). В некоторых случаях трещины образуются вследствие неправильно­го конструирования или неудачного приложения нагрузки. В процессе огневого воздействия рабочее сечение колонны умень­шается, из-за этого вылет консоли (плечо приложения нагрузки) увеличивается.

Характер повреждения колонны огнем и разрушения сильно нагруженной консоли показан на рис. 6.4. Короткие консоли же­стких узлов каркаса после огневого воздействия крупного пожара характеризуются образованием сквозных трещин, отколом защит­ного слоя бетона, оголением рабочей арматуры и реже образова­нием трещин, вызванных срезом бетона (см. рис. 6.3, г—ё).

Трещины выявляют визуальным осмотром. Обнаруженные I рещины зарисовывают — квартируют и определяют причину их образования (температурные, усадочные, осадочные, силовые), фиксируют место расположения, измеряют глубину и ширину. Ширину трещины измеряют толщиномером, с помощью микро­скопа МИР-2 или лупы с делениями.

Трещину измеряют в трех местах по ее длине. Особое внима­ние обращают при этом на измерение трещин на уровне рабочей

_{М-4028 321}

^2

^{Рис. 6.3. Примеры образования трещин и повреждений в коротких консолях}

железобетонных колонн:

а — трещины среза при одновременном исчерпании несущей способности колонны и консо­ли; б— пример неправильно запроектированной консоли; в —трещины среза от совместного действия нагрузки и огневого воздействия; г, д, е — повреждения консолей в зависимости от интенсивности и длительности огневого воздействия; 1 — трещины в бетоне за отогнутой ар­матурой; 2 — отверстия для анкеров, ослабляющие консоль; 3 — контур правильно запроекти­рованной консоли; 4 — часть сечения бетона, полностью поврежденного огнем; 5—сквозные трещины в углах вылета консоли; 6— температурно-усадочные поверхностные трещины;

7—откол защитного слоя бетона и оголения арматуры во время пожара

арматуры и в наиболее широкой ее части. Измерению подлежа! все крупные трещины и любые трещины в расчетных сечениях.

При использовании ультразвукового контроля место располо­жения трещин определяет линия разрыва продольного годографа. Глубину трещины рассчитывают путем сравнения времени распро­странения ультразвука на участках неповрежденного бетона х_а и в бетоне с трещиной т_т:

Л=0,5у_дл/т_г²-т^ у_а =1_л/%_а, (6-2)

где у_а — скорость распространения ультразвука, м/мке, в бетоне на участке без наличия трещин; 1_а — база измерений, м.

_{322 1}

Рис. 6.4. Картирование повреждений железобетонных конструкций (на примере стропильной балки марки БПС-18):

а —на границе аварийной зоны и участка сильных повреждений строительных конструкций; 5 —то же, на границе с участком обрушения конструкций покрытия; 1 — отслоения защитного слоя бетона; 2—оголение и перегрев арматурной стали; 3 — трещины в защитном слое бетона шириной 1—2 мм; 4 — участки перекаленного бетона глубиной 10—15 мм; 5— трещины в защитном слое бетона шириной 2—3 мм; б—наклонные трещины в ребре балки шириной 0,1—2 мм; 7—сквозные трещины; 8— выколы бетона сжатой зоны на глубину 50—70 мм;

Р—выпучивание и пережог продольной" арматуры

В железобетонных конструкциях на участках повреждений различают трещины: технологического происхождения; монтаж­ные и эксплуатационные; от огневого воздействия. В аварийной зоне определить характер и причину образования трещин иногда невозможно, поэтому считают, что все трещины являются следст­вием огневого воздействия на конструкции.

Необходимым условием эффективности выполнения техничес­кой экспертизы является выезд строительного эксперта на место пожара. Личное восприятие экспертом обстановки на месте по­жара, возможность непосредственного обозрения и оценки суще­ственных для исследования деталей не могут быть компенсирова­ны ни подробными показаниями очевидцев, ни повышением точности расчета. Однако эксперт прибывает на объект обычно после ликвидации горения, поэтому он должен произвести пред­варительный осмотр здания, сделав обзор зон поражения; подго­товить предложения о сохранении сложившейся обстановки; опросить очевидцев, пожарных, руководителей объекта о разви­тии пожара.

Опыт подтверждает целесообразность проведения предвари­тельного осмотра здания до беседы с руководителями объекта, членами местной комиссии и очевидцами, так как во время такого осмотра у строительного эксперта создается собственное мнение о степени разрушительности пожара и общем состоянии здания. В этом случае последующий опрос очевидцев является более направ­ленным и активным. После предварительного осмотра эксперт со­ставляет план осмотра по зонам поражения здания. Осмотр начи­нают с тех зон и участков здания, в пределах которых обстановка и следы огневого воздействия могут не сохраниться.

В железобетонных конструкциях, поврежденных огнем, меха­нические свойства арматуры определяют испытанием образцов на разрыв (для конструкций аварийной зоны) или расчетом (для конструкций участков средних и слабых повреждений). Если при обследовании конструкций в опасной зоне возникает сомнение в качестве арматурной стали, с характерных участков берут пробу для упрощенного испытания на изгиб или направляют образцы на исследование в лабораторию. Для установления предела теку­чести временного сопротивления и относительного удлинения образцы стали испытывают на растяжение (без обработки их по­верхностей).

Нередко характеристики арматуры определяют в процессе ис­пытания железобетонных конструкций. В этом случае часть рабо­чей арматуры освобождают от бетона и из неповрежденных участков изготовляют образцы арматурных стержней. Образцы

1440

вырезают ножовкой или газовой горелкой, соблюдая меры по предупреждению их нагрева. Из аварийных конструкций с отко­лотым защитным слоем бетона извлекают образцы арматуры, об­наруженной во время огневого воздействия.

Стальная арматура не может быть допущена к дальнейшей эксплуатации без усиления, если металл, поврежденный огнем, имеет значительные деформации (вспучивания), пережоги, тре­щины, надрывы и другие внешние дефекты. Наиболее опасным структурным изменением стали, способным вызвать разрушение элементов железобетонных конструкций, является пережог.

После воздействия температур 800—1000 °С на поверхности арматурных сталей дефектов, значительно влияющих на ее меха­нические свойства, не обнаруживается. Считается, что арматур­ную сталь, поврежденную огнем, при отсутствии значительных деформаций, пережогов, надрывов и других видимых дефектов можно допустить к дальнейшей эксплуатации.

Степень поражения здания зависит от коэффициента повреж­дения (разрушения) частей здания по зонам интенсивности огне­вого воздействия.

Коэффициент повреждения здания пожаром (приведенный коэффициент повреждений строительных конструкций) рассчи­тывают по формуле

где К_г — объем повреждения огнем отдельных конструкций, В, = С,/С— удельный вес стоимости поврежденных конструктив­ных элементов; С, и С — соответственно стоимость одного эле­мента конструкции и общая стоимость строительной части здания.

Объем повреждения, %, отдельных конструкций определяют по зависимости

|де п — число поврежденных конструкций; /^ — степень повреж­дения конструкций, %; т — число одноименных конструкций даний до пожара.

Степень повреждения здания, %, находят по формуле

(6.3)

^(6.4)

Л

_(6.5)

1443

В зависимости от степени повреждения здания и коэффици­ента повреждения строительных конструкций огнем здания по­дразделяют на шесть групп (табл. 6.2).

^{Таблица 6.2. Степени поражения здания, поврежденного пожаром}

Параметры	Группы зданий по степени поражения
	0		2	3	4	5
Л,, %	0-5	5-10	10-30	30-50	50-85	85-100
= 0,01 х Рп	0-0,05	0,05-0,1	0,1,3	0,3-0,5	0,5-0,85	0,85-1

В каждой группе зданий выделяют следующие участки: разру­шения; сильных, средних и слабых повреждений; неповрежден­ную зону.

Участки разрушения характеризуются обрушением частей зда­ния; разрывом, раздроблением или изломом отдельных конструк­ций; наличием признаков, свидетельствующих о разрушении конструкций. Признаки разрушения частей зданий подразделяют на явные, наблюдаемые визуально, и косвенные, определяемые с помощью приборов. К признакам явного разрушения железобе­тонных конструкций относят потерю устойчивости конструкции или ее элемента, разрушение бетона сжатой зоны (отслоение ле-щадок, появление трещин), разрыв всей рабочей арматуры или ее части (более 10%), разрушение бетона у опор конструкции по косым трещинам, раскол торцов или нарушение анкеровки пред­напряженных конструкций.

Признаками, косвенно свидетельствующими о разрушении же­лезобетонных конструкций, является наличие остаточных проги­бов, превышающих предельно допустимые в десять и более раз (более 1/20—1/50 пролета), раскрытие трещин на ширину более 5 мм.

На участке разрушения различают зону обрушения и зону ава­рийных конструкций. Зона обрушения для разных по назначению элементов железобетонных конструкций, например плит и балок имеет разные границы. Так, в конструкциях покрытия зона обру­шения ребристых плит может значительно превышать зону обру­шения более массивных прогонов: балок, ферм, арок, ригелей. Это объясняется тем, что при одинаковой разрушительности по­жара сопротивление элементов железобетонных конструкций ог­невому воздействию различно.

На участках сильных, средних и слабых повреждений состояние конструкции после пожара в зависимости от их напряженного состояния характеризуется определенными признаками.

_{326 ш}

Одним из таких признаков являются остаточные прогибы конструкции. Для оценки степени поражения остаточные темпе­ратурные прогибы железобетонных конструкций, поврежденных огнем, сравнивают с прогибами от нагрузок в нормальных усло­виях эксплуатации.

По степени повреждения огнем сжатые железобетонные кон­струкции подразделяют по аналогии с изгибаемыми элементами (табл. 6.3).

^{Таблица 6.3. Признаю! степени повреждения огнем изгибаемых и сжатых}

железобетонных конструкций

Состояние конструкций после огневого воздействия		Рекомендации по устранению повреждений
изгибаемых	сжатых

Аварийные конструкции

Наличие остаточных прогибов кон­струкций, превышающих в 5—10 раз предельные (1/20—1/50 пролета), с образованием в растянутой зоне сквозных трещин с шириной раскры­тия 1—5 мм или с признаками разру­шения сжатой зоны элемента; нали­чие чрезмерных трещин в бетоне от главных растягивающих напряжений, трещин в опорных узлах или трещин, пересекающих зону анкеровки растя­нутой арматуры; сквозное взрывооб-разное разрушение бетона тонкостен­ных конструкций, например полок панелей, ребристых плит; взрывооб-разное разрушение или следы огневой эрозии бетона массивных сечений на глубину более 20 мм, потеря устойчи­вости положения элемента; горизон­тальный выгиб более 1/100 пролета; деление изгибаемого элемента на от­дельные блоки по вертикали и гори­зонтали; разрывы арматурных стерж­ней, пережог и выпучивание армату­ры; тяжелые повреждения поверхно­стного слоя бетона огневым воздейст­вием (звук бетона глухой, зубило лег­ко вбивается в бетон на глубину 10—20 мм); потеря сцепления армату­ры с бетоном у концов элемента или более 1/4 пролета в его середине; пе­рекаливание бетона тонкостенных се­чений полок, панелей, стенок балок; разрушение элементов решетчатых конструкций (балок, ферм)

Потеря устойчивости сжатого элемента; нали­чие разрушенных участ­ков конструкций; раз­рывы арматурных стерж­ней или их пережог; выпучивание более 50% сжатой арматуры; следы огневой эрозии или взрывообразного разру­шения бетона на глуби­ну более 30 мм в мас­сивных сечениях или образование сквозных отверстий (более 20% площади сборного эле­мента в полках пане­лей); нарушение сцеп­ления арматуры с бето­ном по всему периметру сечения; отпадание за­щитного слоя бетона в начале огневого воздей­ствия и перегрев арма­туры; изломы консолей колонн; обрыв растяну­той арматуры в консо­лях; разрушение эле­ментов составных и ре­шетчатых колонн

Оградить зону аварийных конст­рукций, устано­вить временные крепления, разо­брать пригодные для восстановле­ния элементы, привести в исход­ное положение восстанавливав -мые элементы, выправить и уси­лить конструкции расчетными обоймами, заме­нить непригод­ные для дальней­шей эксплуата­ции конструкции новыми

1452

Продолжение табл. 6.1

Состояние конструкций после огневого воздействия		Рекомендации по устранению повреждений
изгибаемых	сжатых
Конструкции с тяжелыми повреждениями
Наличие остаточного прогиба стати­чески определимого элемента, превы­шающего в 2—4 раза предельно допу­стимый для неповрежденных конст­рукций; наличие сильно раскрытых (более 1 мм) нормальных трещин, проходящих в сжатую зону элемента; местные глубокие повреждения сжа­той зоны; образование косых трещин; прогрев бетона сечения элемента до критической температуры (500—600 °С) на величину более осевого рассто­яния; снижение прочности бетона от прогрева в сжатой зоне ядра сечения свыше 50% первоначальной; обруше­ние защитного слоя бетона во время огневого воздействия; появление про­дольных трещин защитного слоя бе­тона в углах сечения элемента; пере­каливание арматуры и снижение ее прочности на 50% и более; зубило, установленное перпендикулярно по­верхности элемента, при ударе погру­жается в бетон на глубину 5—10 мм, поврежденный огнем бетон крошится и осыпается, звук глухой; образова­ние трещин в стыках частей элемента; в местах соединения полок панелей с продольными и поперечными ребра­ми	Наличие сквозных тре­щин с шириной раскры­тия до 1 мм; выпучива­ние до 30% сжатой ар­матуры; быстрое отслаи­вание защитного слоя бетона на глубину более 30 мм при легком про­стукивании молотком; при ударе звук бетона глухой; зубило легко вбивается в бетон на глубину 10—20 мм; бе­тон подвержен взрыво-образному разрушению на поверхности массив­ных конструкций (риге­лей, балок) на глубину 20—30 мм или образова­ние сквозных отверстий, составляющих менее 20% площади сборного элемента (полок, пане­лей); снижение прочно­сти бетона от прогрева в ядре сечения до 50% первоначальной; сильно изменен цвет бетона от воздействия температур (от бледно-серого оттен­ка до белого)	Оградить зону поврежденных конструкций, установить вре­менные крепле­ния; выправить и усилить элементы расчетными обоймами
Конструкции со средними повреждениями
Остаточный прогиб статически оп­ределимого элемента не превышает предельно допустимого; прогрев сжа­той зоны сечения элемента до крити­ческой температуры (500—600 °С) на величину не более толщины защитно­го слоя бетона; местные взрывообраз-ные поверхностные разрушения бето­на массивных сечений на глубину не более 20 мм; при воздействии темпе­ратуры цвет бетона изменяется от се­рого до розоватого оттенка; при опре­делении прочности бетона зубилом или молотком остается заметный след на поверхности элемента	Поверхность бетона элементов покрыта час­той сеткой неглубоких темп ературно-усадочных трещин; защитный слой бетона откалывается при простукивании молот­ком только по углам се­чения на глубину до 20 мм; при определении прочности бетона зуби­лом остается заметный след на поверхности бе­тона; от воздействия температуры цвет бетона изменен незначительно (до розоватого оттенка)	Восстановить поврежденные элементы мест­ными конструк­тивными обойма­ми, восстановить защитный слой бетона

1454

_{Продолжение табл. 6.3}

Состояние конструкций после огневого воздействия		Рекомендации
изгибаемых	сжатых		по устранению повреждений
Конструкции со слабыми повреждениями
Остаточного температурного проги­ба статически определимого элемента нет; сжатая зона сечения элемента прогрета до критической температуры (500—600 °С) на величину не более половины толщины защитного слоя бетона; при простукивании защитный слой бетона с трудом откалывается на глубину не более 10 мм; цвет бетона от воздействия температуры изменен незначительно; сетки температур-но-усадочных трещин на поверхности бетона нет; при определении прочно­сти бетона зубилом или молотком остается неглубокий след, звук бетона звонкий, при царапании остаются ма­лозаметные штрихи	Состояние поверхно­сти бетона элементов незначительно отлича­ется от конструкций, не поврежденных огнем: защитный слой бетона откалывается молотком с трудом только по уг­лам сечения на глубину до 10 мм; при оценке прочности бетона зуби­лом остается неглубо­кий след, звук звонкий, при царапании остают­ся малозаметные штри­хи		Восстановить за­щитный слой бе­тона 4 *

На участке слабых повреждений явных признаков поражения железобетонных конструкций огнем визуально может быть не об­наружено. Слабые повреждения характеризуются незначительным прогревом части защитного слоя бетона. Глубину прогрева (5—10 мм) до критической температуры определяют в процессе инструментального обследования. Конструкции участка слабых повреждений защитного слоя бетона, как правило, имеют более закопченные по сравнению с другими участками поверхности.

В зависимости от степени поражения частей здания пожаром назначают границы участков повреждения железобетонных конст­рукций огнем. На практике границы участков поражения здания определяют в зависимости от зоны огневого воздействия и огне­стойкости строительных конструкций.

Участки тяжелых, средних и слабых повреждений элементов строительных конструкций, поврежденных огнем, как правило, не совпадают в планах (разрезах) здания. Находясь в одной зоне ог­невого воздействия, тонкостенные сечения элементов железобе­тонных конструкций получают более тяжелые повреждения по сравнению с массивными элементами. Так, железобетонные риге­ли (балки, фермы), могут иметь средние или слабые повреждения, а ребристые плиты, опертые на эти ригели,— тяжелые поврежде­ния или даже быть полностью разрушенными. Следовательно, гра­ницы зон поражения следует назначать не по строительным конст­рукциям здания (стойки, перекрытия, покрытия), а по состоянию

1458

отдельных элементов этих конструкции (ригелей, плит, покрытий, перекрытий).

Колонны здания, находившегося в одной зоне огневого воз­действия, также могут иметь различную степень поражения. Это объясняется тем, что стойки в здании устанавливают с опреде­ленным шагом (удаление от очага пожара), некоторые стойки могут быть расположены по границам зон интенсивности пожа­ра; на отдельные участки колонн возможно непосредственно воз­действие пламени (местная огневая нагрузка); консоли колонн прогреваются интенсивнее в процессе огневого воздействия и повреждаются больше, чем ствол колонны. Вследствие этого сте­пень повреждения огнем каждой железобетонной колонны опре­деляется индивидуально.

^

6.1.2. Оценка параметров пожара |

Изучение последствий огневого воздействия на строительные конструкции зданий обычно начинают с исследования пара­метров пожара. Для этого при оценке огнестойкости строительных конструкций необходимо изучить развитие пожара и поведение строительных конструкций во время огневого воздействия; опре­делить зоны огневого воздействия по участкам здания и отдель­ным элементам конструкций; исследовать температурный режим

натурного пожара по зонам и оценить прогрев сечения желе­зобетонных конструкций; опре­делить время сопротивления строительных железобетонных конструкций огневому воздей­ствию; выяснить причины раз­рушения и обрушения строи­тельных конструкций или их элементов.

Пожар, как правило, про­ходит три стадии развития (рис. 6.5). Начальная стадия / (5—30 мин) характеризуется за­горанием материалов, когда температура внутренней среды пшсара повышается незначитель­но (/! = 100 - 250 °С). Стадия // — интенсивного горения — отличается быстрым возраста­нием температуры, стабилиза­

/макс

П

_О

	# У щ / ш
	$ 1 1 / ; / г у
< /°	//а	"б	III
	II

1,4

Рис. 6.5. График изменения температуры окружающей среды пожара во времени:

1 — зависимость «температура — время» на­турного пожара в здании (при горении твер­дых веществ, материалов и строительных конструкций); 2 — то же, стандартного пожара в огневой камере (с использованием жидкости или газа в качестве горючего материала)

1463

цией максимальных температур пожара /_макс и последующим резким спадом до /₂ = 600—400 °С, при котором прогрев сечения железо-бетоных элементов существенно отстает от прогрева при стандарт­ном температурном режиме. Участок с более медленным сниже­нием температуры ниже *2 соответствует стадии III— затухания.

Линейная скорость распространения огня по твердым горю­чим веществам, деревянным покрытиям 1 м/мин, по пустотам деревянных конструкций 2 м/мин, при горении жидкостей 20—30 м/мин.

С увеличением очага горения возникают конвективные пото­ки. Скорость перемещения конвективных потоков на крупном пожаре 1000—1500 м/мин (потоки превращаются в штормовые). Конвективные потоки переносят теплоту по всему объему зда­ния, если нет противопожарных стен. С развитием пожара уве­личивается восприятие теплоты конструкциями от излучения. Вследствие этого температура в помещении на поверхности стро­ительных конструкций, оборудования и горючих материалов воз­растает. При достижении горючими материалами температуры воспламенения появляются новые очаги горения.

Развитие пожара в помещении зависит от размера горючей загрузки, скорости ее выгорания и наличия кислорода. Горение в закрытых помещениях начинает быстро развиваться при доста­точном для горения воздухообмене. В подвалах и наземных эта­жах, если окна в помещении не разбиты и двери заперты, про­цесс развития пожара замедляется.

При разделении здания на отсеки стенами и перекрытиями, выполненными из негорючих материалов, развитие пожара может ограничиваться тем помещением, где он возник. Потеря огне-преграждающей способности строительных конструкций может привести к распространению горения в смежные помещения. Обрушение строительных конструкций при пожаре увеличивает площадь горения, затрудняет работу пожарных подразделений, приводит к большому материальному ущербу.

Огневое воздействие на строительные конструкции характе­ризуется его мощностью (рис. 6.6). Мощность огневого воздей­ствия определяется отношением количества теплоты пожара ко времени ее выделения. Количество теплоты, выделяемой на еди­ницу площади в единицу времени, есть плотность теплового

потока. Она может быть слабой — 25—50 МДж/(м²-ч); умерен­ной-50-150 МДж/(м²-ч); средней - 150-500 МДж/(м²-ч); вы­сокой — более 500 МДж/(м²-ч).

При пожаре в зависимости от вида и размера горючей загруз­ки, воздухообмена, количества теплоты, выделяющейся при горе-

1468

зг				в

Рис. 6.6. Основные факторы, влияющие на мощность огневого воздействия:

М — мощность огневого воздействия; ТМ — максимальная температура пожара; ДГ — длитель­ность горения; ЗГ — горючая загрузка; В — воздухообмен; А — аккумуляция тепла конструк­цией; 1 — вид горючего; 2—количество горючего; 3 — расположение горючей загрузки; 4—размеры и конфигурация помещения; 5—площадь и форма проемов; 6~ теплоизоляция

ограждающих конструкций

нии, и других факторов создаются высокие температуры. Диапа­зон температур достаточно широк — от 50 до 2000 °С. Для исследования огнестойкости железобетонных конструкций этот диапазон удобно разбить на определенные интервалы (рис. 6.7).

Зависимость между плотностью теплового потока и мощно­стью пожара отражена в табл. 6.4.

Таблица 6.4. Классификация мощности огневого воздействия

Мощность огневого воздействия	Плотность теплового потока, МДж/(м2-ч)	Максимальная температура пожара, вС
Малая	25-50	200-400
Умеренная	50-150	400-800
Средняя	150-500	800-1200
Высокая	Более 500	Свыше 1200

Примечание. Макимальные температуры, приведенные в таблице, при няты при коэффициенте воздухообмена 1.

По длительности (в ч) огневое воздействие на железобетон ные конструкции зданий подразделяется на пять классов:

1471

1. Загорание.......................................................................... 0,4-0,6 (0,5)*

2 Малой длительности......................................................... 0,7—1,5 (1)

3. Средней длительности (кратковременный пожар)......... 1,6—2,5 (2)

4. Большой длительности (продолжительный пожар)....... 2,6—5,5 (4)

5. Чрезмерной длительности (затяжной пожар)................. свыше 5,5

*В скобках указана средняя длительность.

По скорости повышения температуры теплового потока мож­но выделить четыре температурных режима: 1 — медленное повы­шение температуры Ду, < 10; 2 — умеренное, 10 < Ду, < 20; 3 — бы­строе, 20 Ду, < 30; 4 — особо быстрое, Ду, > 30 °С/мин.

В зависимости от времени действия максимальных темпера­тур при пожаре различают следующие температурные режимы (табл. 6.5).

^{Таблица 6.5. Классификация температурных режимов}

Класс и название	Температура, *С	Длительность, ч
1. Штормовой	Свыше 1200	Более 6
2. Жесткий	800-1200	2-6
3. Умеренный	400-800	0,5-2
4. Мягкий	200-400	Менее 0,5

Наиболее жесткий температурный режим наблюдается в очаге пожара. В зоне огневого шторма температура повышается до 1200—1600 °С, иногда до 1800—2000 °С. Температура у поверхно­сти конструкций, примыкающих к очагу пожара, снижается до 1000—800 °С, а по мере удаления от зоны интенсивного горе­ния - до 700—500 °С.

Колонны, стойки, элементы ферм покрытия и другие верти­кальные конструкции, расположенные за пределами очага пожара, подвергаются неравномерному огневому воздействию по высоте

			ТчЧ1- ЧЧ1 \\> ччк чч ЧЧУ\Ч>\<Ч^ \?^\>С^ЧЧлЧ\\>ЧЧЧ 0ЛЧ>Ч^ЧчЧчЧх\\ \^ч\^ч^	- /\ Х\ /л /\ /	*\с *\с	<=> ° О с- с?
	/ 1-+-1	3	4	5	6	7

_{0 50}

₂₀₀

₄₀₀

₈₀₀

₁₂₀₀

₁₆₀₀

_С

₈

Рис. 6.7. Классификация температур огневого воздействия, °С:

/ — нормальные 0—50; 2— повышенные 50—200; 3 — умеренно высокие 200—400; 4—высо­кие 400—900; 5—умеренно яркостные 800—1200; 6— яркостные 1200—1600; 7—повышенно

яркостные 1600—2000; 8 — сверхвысокие — более 2000

1475

элемента. Наибольшая температура во время пожара наблюдается вверху, наименьшая — внизу вертикальных элементов конструкций.

Во избежание ошибок в оценке влияния огневого воздействия на отдельные части и конструкции зданий должны определяться границы интенсивности пожара по зонам здания. В разных зонах огневого воздействия разрушительность пожара будет неодинакова.

В общем случае различают следующие зоны огневого воздей­ствия: интенсивного горения, высокой, средней и слабой интен­сивности. Каждой зоне соответствуют мощность и температур­ный режим огневого воздействия. Характеристика зон огневого воздействия по интенсивности приведена в табл. 6.6. В отдель­ном конкретном случае число зон огневого воздействия может быть сокращено.

Таблица 6.6. Классификация зон огневого воздействия в зависимости

^{от длительности и максимальных температур}

Зона огневого воз­действия	Интенсивность огне­вого воздействия	Длительность, ч	Температура, "С
1	Высокая	Более 6	Свыше 1200
2	Повышенная	2-6	1200-800
3	Умеренная	0,5-2	800-400
4	Слабая	Менее 0,5	Менее 400

^{6.1.3. Определение температур огневого воздействия}

^{по следам пожара}

После ликвидации горения приходится определять температу­ры на участках повреждения строительных конструкций по сле­дам пожара.

Вследствие огневого воздействия материалы, из которых изго­товлены строительные конструкции и оборудование, оказавшиеся в зоне действия высоких температур, претерпевают различные изменения. Последние сопровождаются характерными признака­ми, которые выражаются в изменении физических, химических и механических свойств веществ и материалов, в развитии дефор­мации, разрушении или в полном уничтожении (выгорании) час­тей здания. При этом вещества и материалы, зафиксировавшие воздействие температуры на них, выступают в качестве естест­венных термоиндикаторов (термосвидетелей).

Естественные термоиндикаторы подразделяют на меняющие цвет при определенной (критической) температуре, плавящиеся, выкипающие или выгорающие при заданной температуре, харак­теризующие определенное состояние частей здания, строитель­

1480

ных конструкции и оборудования после огневого воздействия со­ответствующей мощности.

Некоторые естественные термоиндикаторы обладают свойст­вами «запоминать» температуры по сечению, длине и высоте строительных конструкций. К ним относятся распространенные строительные материалы — бетон, дерево, пластмассы.

Во время пожара возможны различные сочетания факторов, влияющих на температурный режим и поведение строительных конструкций. К числу основных факторов, определяющих разру­шительные последствия пожара на здание, относятся пожар-но-техническая характеристика здания; размер нагрузок на эле­менты строительных конструкций; длительность воздействия пламени или высокой температуры; температурный режим по участкам здания (с учетом условий газообмена в зонах горения и охлаждающего действия огнетушащих средств).

Характерные признаки, свидетельствующие о воздействии на конструкции высокой температуры, определяются, с одной сто­роны, конкретными условиями горения и зависят в основном от характеристики и длительности воздействия теплового импульса, а с другой — от вида термоиндикатора.

Рассмотрим приемы определения температур, которым под­верглись при пожаре материалы и конструкции. Поведение бето­на при нагреве определяется изменением его составляющих: за­полнителя и цементного камня. К наиболее общим признакам, по которым можно судить о температуре, действовавшей на бе­тон, относятся изменение цвета и закопчение; снижение тона звука при простукивании; отслаивание и отколы; взрывообразные и местные разрушения; изменение прочностных и деформатив-ных характеристик, физико-химических свойств; оплавление и следы огневой эрозии бетона.

Цвет бетона изменяется в зависимости от вида заполнителя и вяжущего. При температуре до 300 °С тяжелый бетон прини­мает розовый оттенок, при 400—600 °С — красноватый, при 900—1000 °С — бледно-серый.

В зоне интенсивного горения с температурами более 800 °С сильной закопченности бетона, как правило, не бывает, так как сажа полностью выгорает. В зоне действия повышенных и уме­ренно высоких температур (100—400 °С) может происходить зна­чительное/бседание сажи.

При простукивании молотком можно установить степень по­вреждения огнем структуры бетона. Неповрежденный бетон име­ет высокий тон звука, с увеличением степени разрушения бетона звук становится глухим. После воздействия температур более 600 °С молоток при ударе сминает бетон на поверхности образца.

1485

Часть сечения образца, прогретая свыше 500 °С, при ударе сред­ней силы откалывается.

При воздействии умеренно высоких (200—400 °С) и высоких температур (400—800 °С) разрушение бетона носит или относи­тельно спокойный, или взрывообразный характер.

При относительно спокойном разрушении происходит темпера­турное расшатывание бетона. Это объясняется тем, что в тяже­лом бетоне коэффициент линейного температурного расширения заполнителей изменяется в больших пределах, вследствие чего сцепление заполнителей с цементным камнем при умеренно вы­соких температурах резко снижается. Микротрещины в бетоне образуются при температуре 300—400 °С. При дальнейшем росте температур возникают макротрещины. После нагрева бетона до 500 °С трещины увеличиваются настолько, что становятся видны невооруженным глазом. Ширина температурно-усадочных трещин при этом менее 0,1 мм.

После воздействия температур 400—800 °С трещины развива­ются интенсивнее. Ширина раскрытия поверхностных трещин 0,5—1 мм. Образцы, прогретые до центра сечения температурами свыше 700 °С, после охлаждения разрушаются. Увлажнение об­разцов бетона, нагретого до 600 °С, приводит к их полному раз­рушению.

Взрывообразное разрушение бетона в период пожара происходит в статически неопределимых, преднапряженных и тонкостенных элементах, а также в железобетонных конструкциях, изготовлен­ных из автоклавных, пропаренных и высокопрочных бетонов. В условиях пожара бетон взрывается через 10—20 мин после начала интенсивного огневого воздействия на железобетонные конструк­ции. Взрывообразное разрушение может происходить непрерывно в радиусе очага пожара на поверхности конструкций, подвержен­ных воздействию огня. Взрыв наиболее поражает участки железо­бетонных конструкций, на которые непосредственно воздействует пламя. Взрывообразное разрушение бетона возникает, как прави­ло, при быстром нагреве поверхности элемента (непосредствен­ное воздействие пламени, жесткий температурный режим, высо­кая плотность теплового потока). При этом температура на поверхности бетона 700—900 "С. В случае умеренного повышения температуры взрыв бетона происходит при 1000—1200 °С и выше.

Конструкции, находившиеся под воздействием повышенных и высоких температур (до 700 °С), можно определить по измене­нию скорости распространения ультразвука (рис. 6.8) при извести ной прочности поврежденного бетона и длительности огневого воздействия.

1490

Температуру нагрева свы­ше 200 °С в зависимости от изменения физического со­стояния бетона или его хи­мического состава можно определить методом терми­ческого анализа.

Во время затяжных пожа­ров с высокой плотностью теплового потока возможно оплавление некоторых сос­тавляющих бетона. Так, при температуре 1100—1150 °С происходит оплавление керам­зита, при 1300—1500 °С — по­левых шпатов, входящих в со­став гранитного заполнителя, при 1700—1710 °С— кремне­зема; при 2000-2050 °С — глинозема.

На развитие термической эрозии бетона существенное влия­ние оказывает огневое воздействие с высокими 400—800 °С, а еще большее — умеренно яростными температурами 800—1200 °С. При температуре свыше 1200 °С защитный слой бетона интен­сивно растрескивается, легкоплавкие и тугоплавкие составляю­щие бетона плавятся. Во время огневого воздействия со сверх­высокими температурами огневая эрозия бетона принимает катастрофический характер. Это явление происходит вследствие плавления не только тугоплавких, но и огнеупорных составляю­щих бетона.

Таким образом, по следам термической эрозии бетона можно судить о степени его нагрева после пожара:

^{200—400............................... Умеренная — снижение прочностных и}

деформативных характеристик

400—800............................... Ускоренная — нарушение структуры

800—1600............................. Быстрая — оплавление неогнеупорных

^{составляющих}

Более 1600.......................... Сверхбыстрая — оплавление огнеупор­ных составляющих

К наиболее характерным признакам, по которым судят о тем­пературе нагрева, действовавшей на строительные стали, относят: обгорание горючих и вспучивание огнезащитных красок; измене­ние цвета стали и характер закопчения конструкций; степень де­

_0,6

_0,2

™2,
				к?
г ✓ у гг2				т°6

_{0 0,4 0,8}

Рис. 6.8. Номограмма для определения температуры нагрева тяжелого бетона класса В 15 в зависимости от его остаточной прочности после охлаждения т^, =Дф(/Д,р и скорости распространения

^{ультразвука п%1 = V, / у0}

_{22 - 4028} 1495

формации элементов металлических конструкций; образование светлой окалины на поверхности металла; оплавление и расплав­ление металла; термическую эрозию, испарение металла, «прога­ры» тонких сечений элементов металлических конструкций.

Металлические не защищенные от огня элементы тонкостен­ных строительных конструкций особенно чувствительны к тепло­вому потоку. Наиболее ярко это проявляется у стальных ферм покрытия. Массивные сечения металлических колонн имеют тем­пературные деформации обычно в верхней надкрановой части.

Краски, нанесенные на строительные стали, обгорают при температуре, соответствующей температуре воспламенения кон­кретного вида краски. По характеру обгорания красок легко установить места наибольшей интенсивности горения.

После воздействия повышенных температур на строительные стали их поверхность получает характерную окраску, а сама сталь — синеломкость. Появление цветов побежалости происхо­дит после закалки с самоотпуском при температуре 200—300 ^вС. Это явление объясняется возникновением на чистой металличе­ской поверхности тонких слоев окислов. Цвет слоя окисла зави­сит от его толщины (табл. 6.7).

^{Таблица 6.7. Классификация побежалости стали}

Цвета побежалости стали	Толщина слоя окислов, мкм	Температура нагрева, "С
Светло-желтый	0,04	220-230
Соломенно-желтый	0,045	231-240
Оранжевый	0,5	241-260
Краен о-фиолетовый	0,065	261-280
Синий (синеломкость)	0,07	281-300

Повышенные температуры (до 200 °С) влияют на деформации (искривления, прогибы и т. п.) элементов металлических конст­рукций незначительно. С ростом температур нагрева до 300 °С и более остаточные искривления после пожара элементов металли­ческих конструкций увеличиваются. Нагруженные элементы ме­таллических конструкций после нагрева до 550—600 °С имеют значительные деформации, вследствие этого после кратковремен­ного (15—20 мин) действия высоких температур металлические конструкции обрушаются.

При умеренно яростных температурах 800—1200 °С на поверх­ности стали ненагруженных конструкций появляется светлая ока­лина.

1499

Воздействие температуры 1100—1300 °С приводит к перегреву стали, изменению ее структуры и снижению механических свойств. Следы плавления строительной стали свидетельствуют о темпера­туре нагрева 1300—1400 °С. После нагрева более 1400 °С на поверх­ности стали образуются оплавления и твердая хрупкая пленка се­ровато-синего или черного цветов.

Для определения температур пожара, воздействующих на несу­щие железобетонные конструкции, характерными являются при­знаки, свидетельствующие о состоянии бетона, арматуры и желе­зобетонных конструкций после огневого воздействия. Признаки, определяющие температуру нагрева бетона, описаны выше.

Рассмотрим признаки, характеризующие температуру нагрева арматурных сталей железобетонных конструкций.

Арматура железобетонных конструкций с защитным слоем бе­тона не менее диаметра рабочего стержня в условиях кратковре­менного пожара (0,5—2 ч) нагревается до 200—800 "С. При отколах защитного слоя бетона в начальной стадии пожара температура нагрева арматуры значительно выше (1000—1200 °С). При темпера­туре более 1300 °С арматурная сталь становится пережженной.

По тяжести повреждения огнем железобетонные конструкции подразделяют на разрушенные, аварийные, сильно поврежден­ные, со средней и слабой степенью повреждения.

Максимальные температуры на поверхности железобетонных конструкций, получивших повреждения при пожаре, ориентиро­вочно можно принимать по данным табл. 6.8.

^{Таблица 6.8. Максимальные температуры на обогреваемой поверхности}

железобетонных конструкций

Повреждения конструкций	Максимальные температуры, "С, при длительности огневого воз­действия, ч
	0,1-0,5	0,5-2	2,1-6
Слабые	500 (+ 50)	400 (±50)	300 (±50)
Средние	700 (±100)	600 (±50)	500 (±50)
Сильные	1000 (±100)	-800 (±100)	700 (±100)
Аварийные	-	1200 (±100)	1000 (±100)
Разрушение	-	Более 1300	Более 1200

О воздействии высоких температур на кирпичную кладку и деревянные конструкции можно судить по изменению их состоя­ния (табл. 6.9).

_22* 1503

^{Таблица 6.9. Состояние кирпичной кладки и деревянных конструкций}

при воздействии температур

Температура, "С	Изменение состояния при пожаре
Силикатный кирпич
300	Возрастание прочности до 60% первоначальной
600	Начало снижения прочности
700	Снижение прочности в два раза, образование трещин
900	Снижение прочности в пять раз, интенсивное образова­ние трещин
Глиняный кирпич
800-900	Возникновение малых поверхностных трещин, более сильное образование трещин в цементно-пес чан ом рас­творе
900-1000	Незначительные отколы углов кирпичей, выступающих на поверхность, шелушение поверхности раствора
1000-1200	Сильное повреждение слоя кладки на 10—15 мм, отка­лывание лещадок, выкрошивание раствора на 15—20 мм
1200-1350	Размягчение легкоплавких глин на толщину прогрева
Гипсовая штукатурка
200-300	Образование частых волосных трещин (остаточная прочность 30% начальной)
600-700	Интенсивное раскрытие трещин (остаточная прочность менее 20% начальной)
800-900	Разрушение гипсового камня после охлаждения, вто­ричная гидратация окиси кальция
Цементно-песчаная штукатурка
400-600	Возникновение розового оттенка
800-900	Образование бледно-серого оттенка
Известковая штукатурка
600-800	Отслаивание тонкого слоя копоти
Более 900	Отслаивание толстых слоев штукатурки (в течение 2—3-х недель после пожара)
Древесина
ПО	Высыхание с выделением летучих веществ
110-150	Пожелтение
150-250	Образование коричневой окраски
250-300	Возникновение следов воспламенения древесины
400-600	Незначительное обугливание по толщине
600-800	Образование крупнопористого древесного угля
800-1000	Значительное выгорание мелкопористого угля
Более 1000	Полное выгорание древесины, обрушение конструкций

1506

Состояние оборудования, машин, электроаппаратуры, деталей строительных конструкций, выполненных с применением алюми­ния и пластмасс; трубопроводов, остекления фонарей, дверных и оконных проемов также позволяет определить воздействовавшие на них температуры (табл. 6.10).

^{Таблица 6.10. Состояние некоторых негорючих материалов}

^{после воздействия температуры}

Материал	Применение	Температура, "С	Состояние после по­жара
Свинец и баббит	При монтаже внут­реннего водопрово­да. Гидроизоляцион­ные прокладки. Об­мотки кабелей	330-350	Оплавление, зат­вердевание в виде капель
Цинк	Монтаж внутренне­го водопровода	400-430	Оплавление с об­разованием капель
Алюминий и его сплавы	Мелкие детали ма­шин, детали строи­тельных конструкций	600-650	1 То же
Стекло литое	Остекление боль­ших проемов, посуда	700-750	Оплавление
Стекло листовое	Обычное остекле­ние. Армированное стекло	800-850
Серебро	Детали машин, по­суда	950-960	Оплавление, зат­вердевание в виде капель
Латунь	Дверные ручки, ложки, замки, коль­ца и т. п.	900-1000	То же
Медь и бронза	Оконные рамы. Звонки. Электриче­ские провода и кабе­ли	1000-1100
Чугун	Трубы, радиаторы. Станины машин	1100-1200	Образование ка­пель

Примечания: I. Данные о максимальных температурах огневого воздействия по участкам здания следует принимать с учетом поправок на наличие и характер теплоотвода при пожаре.

2. Степень нагрева продуктов горения, омывающих конструкции зданий, могут характе­ризовать следующие температуры плавления несгоревших материалов: парафина 40—60, по­листирола, полиэтилена 100—130, каучука 125, полиуретана 180, олова 232, нейлона и лавса­на 250 °С.

По результатам обследования выдается техническое заключе­ние, форма которого приведена в прилож. 7.

1509

следования. В зависимости от опасности трещин рекомендуют различные методы их устранения (затирку цементно-песчаным раствором с последующей отделкой поверхности, заделку элас­тичными материалами, усиление отдельных участков стен).

6.2.3. Протечки в наружных стенах

Протечки в наружных стенах полносборных зданий — один из наиболее распространенных дефектов. Наличие протечки свиде­тельствует о трещинах в панелях, стыках сопряжений или о не­плотном примыкании оконных блоков к проемам.

В отдельных случаях наблюдаются протечки у горизонтальных стыков вентиляционных блоков. Вследствие повышения температу­ры отходящих газов на холодных участках каналов образуется кон­денсат, вытекающий через неплотности вентиляционных блоков.

Для выявления причин протечек и оценки состояния конст­рукций, длительное время подвергавшихся увлажнению, произво­дят отбор проб материала стены для определения влажности и вскрытие конструкции для оценки состояния арматуры и заклад­ных деталей в местах увлажнения.

Для устранения протечек наружных стен необходимо выполнить повторную герметизацию швов панелей всех вышележащих этажей, расположенных по вертикали над участком протечки, а также суш­ку и отделку внутренних поверхностей дефектных панелей.

6.2.4. Промерзание наружных стен и стыков

полносборных зданий

Промерзание происходит из-за повреждений ограждающих конструкций и нарушения теплового режима здания. Причинами промерзания наружных панелей многослойной конструкции мо­гут стать оседание утеплителя и нарушение его структуры под влиянием температурно-влажностных деформаций, а также при­менение для ребер жесткости материала более плотного, чем это предусмотрено проектом, наличие теплопроводных включений (например, металлические закладные детали в домах серии 1-335). Однослойные блоки и панели подвергаются промерзанию из-за переувлажнения (повышенная начальная или эксплуата­ционная влажность) или местного включения материала более плотного, чем это предусмотрено проектом. Промерзание сты­ков — следствие протечек (переувлажнение материала заделки) или недостаточного утепления (заделка теплопроводными мате­риалами или раковины и пропуски в заделке).

1514

В отдельных случаях промерзание стен верхних этажей проис­ходит из-за нарушения теплоизоляции чердачного перекрытия.

Для выявления причин промерзания и оценки степени по­врежденное™ конструкции зондируют дефектную панель или стык с отбором трех-четырех проб по толщине однослойной па­нели или стыка и трех проб утеплителя для многослойных пане­лей, после чего вскрывают дефектные участки для оценки состо­яния узлов сопряжения панелей.

Если влажность промерзающего участка превышает допусти­мую, конструкция или стык должны быть осушены, а дальней­шее попадание влаги предотвращено.

Во всех других случаях работы по выявлению причин про­мерзания выполняют специализированные организации.

^{6.2.5. Прогибы железобетонных плит перекрытий}

Наличие прогибов, превышающих допустимые, свидетельствует о снижении жесткости конструкции или проявлении отдельных скрытых дефектов плит. Ниже приведены значения допустимых прогибов сборных железобетонных перекрытий жилых зданий:

Элементы перекрытий с плоскими потолками при пролетах, м:

К 7.............................................................................................. 1/200

/* 7.............................................................................................. 1/300

Элементы перекрытий с ребристыми потолками, м:

/<5.............................................................................................. 1/200

5<;/<7........................................................................................ 1/300

1*7.............................................................................................. 1/400

Прогиб плит визуально просматривается не только в средней части потолка, но и по линии примыкания плиты к наружным несущим стенам или внутренним перегородкам (особенно в слу­чаях, когда плита перекрытия по проекту не заводится в наруж­ную стену).

Если перекрытие выполнено из плит настила, то неравномер­ный прогиб отдельных элементов вызывает разрушение раствор­ного заполнения швов (рустов).

Для выявления причин деформации перекрытия и их количе­ственной оценки измеряют прогибы дефектных плит, выявляют наличие трещин, их направление и измеряют ширину их раскры­тия с определением расположения рабочей арматуры плит и прочности бетона плит перекрытий. После чего обследуют верх­нюю поверхность плит для выявления дополнительных нагрузок на перекрытие (особенно для чердачных перекрытий) и органи­зуют повторные замеры прогибов через каждые шесть месяцев

1519

для выявления динамики их изменений. При этом точки на пли­тах, в которых проводились измерения, отмечаются краской, а на схеме проставляются их отметки.

Увеличение прогибов, выявленное при повторных замерах, указывает на необходимость усиления перекрытий.

При стабилизации прогибов в ряде случаев вполне достаточно произвести отделочный ремонт перекрытий с затиркой трещин.

6.2.6. Трещины в перекрытиях

Раскрытие трещин шириной 5 > 0,3 мм может не сопровож­даться прогибами. В этом случае необходимо определить причи­ну возникновения трещин, а также оценить состояние бетона и арматуры плит, особенно в помещениях с повышенной влажно­стью (кухнях, санитарных узлах).

При обследовании дефектных перекрытий необходимо опре­делить характер трещин (усадочные или от воздействия внешних сил). Усадочные трещины имеют вид сетки. В ребристых плитах усадочные трещины располагаются по границам ребер.

Трещины, вызванные воздействием внешних сил, могут воз­никнуть при неравномерной осадке фундаментов в связи с дефор­мациями коробки здания, от дополнительной полезной нагрузки на перекрытия, от температурных деформаций конструкций (чер­дачные перекрытия при совмещенных крышах). При выявлении подобных трещин важно определить их направление и измерить ширину раскрытия. Особенно опасными следует считать трещины, расположенные поперек рабочего пролета балочных плит.

^{При наличии в перекрытиях большого количества трещин,}

имеющих значительную ширину раскрытия (8 > 1 мм), необходи­мо определить состояние арматуры и бетона плит. С этой целью производятся вскрытия.

6.2.7. Протечки по линии заделки балконных плит

Протечки по линии заделки балконных плит возникают вслед­ствие некачественного уплотнения швов или других дефектов участков заделки балконной плиты и дверной коробки, а также недостаточного уклона балконной плиты (менее 2%).

При осмотре места сопряжения балконной плиты со стеной выявляют видимые неплотности примыкания или дефекты вы­полнения узла (отсутствие порога и др.), также измеряют уклон балконной плиты.

На основании результатов обследования конструкций балкона принимается решение о методе устранения протечки (создание

1523

уклона по поверхности балконной плиты, уплотнение участка за­делки плиты в стену, герметизация участков сопряжений балкон­ной плиты и дверных коробок, смена гидроизоляции, устройство свесов из оцинкованной стали и т. д.).

6.2.8. Сырость в помещениях полносборных зданий

Наличие сырости в помещениях — результат систематического увлажнения конструкций, отрицательно влияющего на их долго­вечность. При обследовании таких конструкций необходимо уста­новить источник их увлажнения.

Загрязнение почвенных вод органическими веществами при­водит к образованию на отсыревших стенах белого налета азот-но-калиевых соединений.

Атмосферная влага, проникая сквозь трещины панелей, не­плотности стыков и кровли, увлажняет конструкции. Увлажнение стен происходит при неисправности водоотводящих устройств или повреждении карниза и стекании дождевой воды по поверх­ности фасада при неорганизованном водоотводе.

Нарушения теплоизоляции ограждающих конструкций приво­дят к образованию конденсата и являются причинами сырости (зимой такие участки конструкций промерзают).

Влага, выделяющаяся при приготовлении пищи, стирке, суш­ке белья и т.д., оказывает влияние на общий тепловлажностный режим ограждающих конструкций.

Для выявления причин возникновения сырости в помещениях и оценки состояния увлажненных конструкций обычно произво­дятся работы по визуальному осмотру конструкций водоотводя­щих устройств, измерение температуры и влажности помещений, а также отбор проб материала конструкций для определения их влажности. После этого производят установку гигрографов для фиксации изменения относительной влажности внутреннего воз­духа в течение суток.

Гигрограф устанавливают в стороне от отопительных прибо­ров, окон и вентиляционных решеток на высоте 1,5 м от пола в середине помещения. Изменения влажности непрерывно фикси­руют на диаграммной ленте.

6.2.9. Пониженная (или повышенная) температура

^{воздуха в помещениях}

Несоответствие температуры помещений нормативной обу­словлено двумя причинами — неисправностью системы отопления и низкими эксплуатационными качествами ограждающих конст­рукций.

1528

Для выявления причины отклонений температуры воздуха от нормативной необходимо наряду с измерением температуры воз­духа в каждом помещении квартиры измерить температуру по­верхности отопительных приборов и наружных ограждающих конструкций — стен, пола (для помещений первого этажа), пере­крытия (для помещений последнего этажа). Измерение температу­ры поверхностей отопительных приборов и ограждающих конст­рукций производится в соответствии с разработанной методикой.

Суточные колебания температуры в помещении определяются с помощью термографов с недельным или суточным заводом.

6.2.10. Пониженная температура поверхностей

Понижение температуры стен, пола, чердачного перекрытия, так же как и их промерзание,— результат недостаточной тепло­изолирующей способности конструкций.

Для выявления причин понижения температуры поверхностей ограждений определяют действительный перепад температур по­верхностей и внутреннего воздуха с выполнением зондирования предполагаемой дефектной конструкции с целью выявления со­стояния материала и измерения фактической толщины слоев конструкции. Затем производят работы по отбору пробы матери­ала при зондировании для определения влажности. После этого выполняют теплотехнический расчет с учетом фактических ха­рактеристик материала и размеров конструкции.

6.2.11. Снижение звукоизоляции

Снижение звукоизолирующей способности перегородок и пе­рекрытий в процессе эксплуатации происходит при образовании сквозных трещин в местах сопряжения конструкций, а также разрушения звукоизоляционных прокладок.

При обследовании конструкций с пониженной звукоизолиру­ющей способностью определяют показатели звукоизоляции дефек­тных конструкций от воздушного и ударного шумов в соответст­вии с прил. 1, п. 67, 79, затем выявляют трещины и неплотности в местах сопряжения конструкций.

При пониженной звукоизоляции от ударного шума произво­дят вскрытие полов и осмотр звукоизоляционных прокладок.

Оценка звукоизолирующих качеств ограждающих конструкций производится с помощью показателей звукоизоляции: от воздуш­ного шума Еъ и ударного Еу. Если значения замеренной изоляции от воздушного и ударного шумов удовлетворяют требованиям нор-

₃₄₇ мативных кривых, то показатели звукоизоляции равны 0 дБ. По­казатели звукоизоляции со знаком плюс характеризуют звукоизо­ляцию выше нормативной, со знаком минус — ниже нормативной.

Для измерений применяются следующие приборы: генератор «белого» шума с диапазоном генерируемых частот не менее 100—6000 Гц, усилитель мощности, четырехоктавный фильтр для воспроизведения звука в октавных полосах в диапазоне частот 400—3200 Гц; громкоговоритель, шумомер, ударная машина.

Измерение звукоизолирующей способности перегородок и пе­рекрытий от воздушного шума в зданиях производят в следую­щем порядке. Для измерений выбирается такое время суток, ког­да внешний шум, проникающий в здание (транспортный шум, шум работающих строительных и других механизмов), является минимальным. Окна и двери в помещениях, где проводятся из­мерения, должны быть плотно закрыты. До начала измерений определяют площадь и высоту помещения, в котором монтируют передающий тракт. Это помещение называют камерой высокого уровня (КВУ).

Передающий тракт состоит из генератора «белого» шума, уси­лителя, октавного фильтра и громкоговорителей, располагаемых в углах камеры высокого уровня; воспроизводятся октавные поло­сы звука в диапазоне частот от 400 до 3200 Гц: измеряются уров­ни звукового давления в каждой полосе.

Затем измеряют и записывают в октавных полосах уровни звукового давления по другую сторону ограждения, звукоизоли­рующую способность которого измеряют в камере низкого уров­ня (КНУ). Измерительный микрофон помещают последовательно не менее чем в трех точках на частотах выше 500 Гц и не менее чем в шести точках при частотах 100—500 Гц; микрофон должен быть направлен в сторону, противоположную источнику шума.

Частотная характеристика Я (в дБ) звукоизолирующей спо­собности исследуемой конструкции площадью 5 подсчитывается по формуле

где Ь\ и 1а — усредненные уровни звукового давления в КВУ и КНУ для отдельных октавных полос; А — величина звукопогло­щения в КВУ, определяемая по формуле

_{Л=а-12+1018-}

_А'

_(6.6)

_{А =}

ту т

^(6.7)

1538

где V— объем помещения, м³; Т— время реверберации (затуха­ния звука) в помещении.

Время реверберации измеряется с помощью тех же приборов, которыми пользуются при измерении звукового давления в октав-ных полосах: в КВУ воспроизводятся октавные полосы звука, за­тем источник звука выключается и отмечается спад уровня звуко­вого давления. По этой записи определяется время реверберации.

Для ограждений площадью менее 10 м² или со встроенными шахтами и каналами, а также для стен и перекрытий, площади которых различны в разделяемых ими помещениях, частотная ха­рактеристика подсчитываетея по формуле

/)=1₁-^₂+1018^, (6.8)

^А

где Б — разность уровней, приведенная к стандартному звукопог­лощению в КВУ, дБ; А$ _ стандартное значение звукопоглощения.

Звукоизолирующую способность перекрытий определяют с со­блюдением тех же требований, что и в отношении внешних шу­мов. На испытуемом перекрытии в трех точках по диагонали уста­навливают ударную машину, имеющую пять молотков массой 500 г каждый, свободно падающих с высоты 4 см. Машина должна про­изводить десять ударов в 1 с (для оборота вала в 1 с).

Под исследуемым перекрытием с помощью микрофона, шу-момера, октавного фильтра измеряют уровень ударного шума в октавных полосах от 400 до 3200.

Для получения усредненных результатов проводят измерения в нескольких точках помещения для каждого положения ударной машины.

Приведенный уровень ударного шума под перекрытием опре­деляют по формуле (для каждой октавной полосы):

Ь_у = 1+1018^-, (6.9)

где Ь — средний уровень звукового давления в полосе частот ши­риной в 1 октаву.

Если определение среднего уровня звукового давления прово­дилось с помощью полуоктавного или третьоктавного фильтров, то полученные значения приводятся к полосе частот шириной в 1 октаву с помощью добавления к полученному значению вели­чины 10 п, если был применен —-октавный фильтр (например,

_п

при третьоктавном фильтре) поправка равна 101§3.

1542

В соответствии с нормами звукоизолирующая способность пе­регородок и перекрытий от воздушного и ударного шумов харак­теризуется показателями звукоизоляции Е_ъ и Еу

Кривая измеренной звукоизоляции сравнивается с соответству­ющей нормативной кривой (рис. 6.9, 6.10), при этом определяются отклонения на каждой частоте нормируемого диапазона. Неблаго­приятные отклонения на частотах 100 и 3200 Гц учитываются в по­ловинном размере, а благоприятные отклонения не учитываются. Затем определяется среднее неблагоприятное отклонение делением суммы всех неблагоприятных отклонений на 15.

В соответствии с нормами необходимо, чтобы: среднее небла­гоприятное отклонение кривой измеренной звукоизоляции от нор­мативной кривой было больше единицы и меньше двух (или равно двум), а неблагоприятные отклонения на отдельных частотах не должны быть более 8 дБ.

₇₀

_{к 30}

о

_о.

■ч

_{2о1 I 1 1 1 I 1}

100 160 250 400 640 1000 1600 2500

_{Частота, Гц}

^{Рис. 6.9. Нормативные кривые звукоизолирующей способности от воздушного}

шума или приведенной разности уровней звукового давления

_*1546

₈₀

ч

Е

о

03

^I

о Я

Я

^I

₅

₇₀

₆₀

₅₀

₄₀

₃₀

Для определения показате­ля звукоизоляции известны три варианта расчета:

если при сравнении кри­вой измеренной звукоизоля­ции с соответствующей норма­тивной кривой среднее небла­гоприятное отклонение не бо­лее 2 дБ, то показатель звуко­изоляции принимается равным 0 дБ;

если среднее неблагоприят­ное отклонение более 2 дБ, то нормативная кривая вертикаль­но смещается в неблагопри­ятную сторону (при определе­нии показателя звукоизоляции от воздушного шума — вниз, а от ударного шума — вверх) на целое число децибел до полу­чения среднего неблагоприят­ного отклонения, равного (или близкого) 2 дБ. В этом случае показатель звукоизоляции ра­вен целому числу децибел, на которое смещена нормативная кривая, и имеет знак минус;

если среднее неблагопри­ятное отклонение меньше 2 дБ или неблагоприятных отклонений не существует, то показатель звукоизоляции определяется с по­мощью вертикального смещения нормативной кривой в благо­приятную сторону (при определении показателя звукоизоляции от воздушного шума — вверх, а от ударного — вниз) на целое число децибел до получения среднего неблагоприятного отклоне­ния, равного (или близкого) 2 дБ. При этом показатель звуко­изоляции, равный целому числу децибел, на которое смещена нормативная кривая, имеет знак плюс.

70	69
	^68	^66	.65 \б2
				159

₂₅₀

400 640 1000 1600 2500 Частота, Гц

Рис. 6Л0. Нормативная кривая приведенного уровня ударного шума

под перекрытием

^{6.2.12. Протечки через кровлю}

Протечки через кровлю — наиболее распространенный дефект существующих зданий. Проникание влаги в чердачные помеще­ния вызывает гниение древесины стропил, увлажнение утеплите­ля. Особенно опасны протечки для бесчердачных невентилируе-

₃₅₁ мых крыш, где создаются условия переувлажнения утеплителя, коррозии арматуры чердачных перекрытий и промерзаний потол­ков. Для выявления степени повреждения конструкций выполня­ется измерение уклонов кровли (в градусах) и сравнение их с нормативными, приведенными ниже.

Из рулонных материалов, наклеиваемых на горячих и холодных

^{мастиках, двухслойная................................................................... 15}

Трехслойная без защитного слоя гравия.......................................... 10

Трехслойная с защитным слоем гравия, втопленного в горя­чую мастику.................................................................................... 2,5

Четырехслойная и более с защитным слоем гравия, втопленно-

го в горячую мастику...................................................................... 0

Из волнистых абсестоцементных листов обычного профиля......... 33

Из листов усиленного профиля........................................................ 25

С уплотнением швов в горизонтальных стыках........................... 16

Из асбестоцементных плиток и черепицы....................................... 50

Производится осмотр и оценка состояния стропил, отбор проб утеплителя для определения его влажности, а также вскры­тие чердачных перекрытий в местах увлажнения для оценки со­стояния бетона и арматуры.

Все выявленные дефекты кровли следует своевременно устра­нять силами специализированных организаций.

6.3. ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОГО ИЗНОСА КОНСТРУКЦИЙ И ЗДАНИЙ

Под физическим износом конструкции, элемента, системы инженерного оборудования (далее системы) и здания в целом следует понимать утрату ими первоначальных технико-эксплуата­ционных качеств (прочности, устойчивости, надежности и др.) в результате воздействия природно-климатических факторов и жиз­недеятельности человека.

Физический износ на момент его оценки выражается соотно­шением стоимости объективно необходимых ремонтных меро­приятий, устраняющих повреждения конструкции, элемента, сис­темы или здания в целом, и их восстановительной стоимости.

Физический износ отдельных конструкций, элементов, систем или их участков следует оценивать путем сравнения признаков физического износа, выявленных в результате визуального и ин­струментального обследования, с их значениями, приведенными в таблицах ВСН (по оценке физического износа). Пример одной из них представлен в табл. 6.16.

1556

Таблица 6.16. Сборные железобетонные детали лоджий

Признаки износа	Количественная оценка	Физический износ, %	Примерный состав ра­бот
Мелкие поврежде­ния металлических обделок и огражде­ний, усадочные тре­щины на стенках лод­жий	Повреждения на пло­щади до 10%. Суммар­ная длина усадочных трещин на 1 м2 до 1 м	0-20	Ремонт металличе­ских обделок, ограж­дений, затирка тре­щин
Повреждения пола и гидроизоляции, следы протечек на стене, трещины на нижней поверхности плиты и на стенах	Повреждения на пло­щади до 20%; уклон пола менее 1%. Шири­на раскрытия трещин до 1 мм	21-40	Замена гидроизоля­ции с устройством цементного пола, за­делка трещин
Скалывание бетона стенок в местах опи­рания плит, трещины в стенах и плитах, прогиб плит	Ширина раскрытия трещин до 2 мм. Про­гиб плит до 1/100 про­лета	41-60	Ус иление опорных участков стен. Задел­ка трещин. Местное усиление плит
Прогрессирующие прогибы плит, разру­шение опорных участ­ков стен, деформации стен, разрушение ог­раждений	Прогиб плит более 1/100 пролета. Трещи­ны более 2 мм. Выпу­чивание стен более 1/150	61-80	Замена конструк­ций лоджий

Если конструкция, элемент, система или их участок имеет все признаки износа, соответствующие определенному интервалу его значений, то физический износ принимают равным верхней гра­нице интервала. Если в конструкции, элементе, системе или их участке выявлен только один из нескольких признаков износа, то физический износ принимают равным нижней границе интер­вала. Когда в таблице интервалу значений физического износа соответствует только один признак, физический износ конструк­ции, элемента, системы или их участков принимают по интер­поляции в зависимости от размеров или характера имеющихся повреждений. В примерный состав работ по устранению физиче­ского износа, приведенный в табл. 6.16, не включены сопутству­ющие и отделочные работы, подлежащие выполнению при ре­монте данной конструкции, элемента, системы или их участка.

Физический износ конструкции, элемента или системы, име­ющих различную степень износа отдельных участков, определяют по формуле

^фк=Ё^ф'1Г' <^бло>

_{/=1 -*к}

_{23 - 4028}

1559

^{где Фк — физический износ конструкции, элемента или системы, %;}

Ф, — физический износ участка конструкции, элемента или сис­темы, %; Р_{ — размеры (площадь или длина) поврежденного участка, м² или м; Р_к — размеры всей конструкции, м² или м;

_п

^{■ число поврежденных участков.}

_{Физический износ здания определяют по формуле}

1-П

_{Ф3 =ХФ»'.'}

_(6.11)

₁₌₁

где Ф₃ — физический износ здания, %; Ф_к, — физический износ отдельной конструкции, элемента или системы, %; /, — коэффи­циент, соответствующий доле восстановительной стоимости от­дельной конструкции, элемента или системы в общей восстано­вительной стоимости здания; п — число отдельных конструкций, элементов или систем в здании.

_{20 30 4045 50 60}

^{80 ф, %}

Рис. 6.11. Физический износ слоистых конструкций (срок службы 60—125 лет) 354

Доли восстановительной стоимости отдельных конструкций, элементов и систем в общей восстановительной стоимости здания (в %) следует принимать по укрупненным показателям восстано­вительной стоимости жилых зданий, утвержденным в установлен­ном порядке, а для конструкций, элементов и их систем, не имею­щих утвержденных показателей, — по их сметной стоимости.

Усредненные доли восстановительной стоимости укрупненных конструктивных элементов здания принимаются по сметам-ана­логам.

Численные значения физического износа округляют: для от­дельных участков конструкций, элементов и систем —до 10%; для конструкций, элементов и систем — до 5%; для здания в це­лом — до 1%.

_{т'экспл* года}

Рис. 6.12. Физический износ слоистых конструкций (срок службы 10—50 лет) 23* 355

Для слоистых конструкций — стен и покрытий обычно при­меняют системы двойной оценки физического износа; по техни­ческому состоянию и сроку службы конструкции. За окончатель­ную оценку физического износа принимают большее значение.

Физический износ слоистой конструкции по сроку службы определяют по формуле

Ф_с (6.12)

где Ф_с — физический износ слоистой конструкции, %; Ф,— фи­зический износ материала слоя, определяемый по рис. 6.11 и 6.12 в зависимости от срока эксплуатации данной слоистой кон­струкции, %.

^{6.4. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА}

Оценка качества ремонтно-строительных работ по закончен­ному капитальному ремонту жилого здания производится на основе оценок качества отдельных видов работ. В примерный пе­речень видов работ входят: устройство участков новых фундамен­тов и усиление существующих; восстановление гидроизоляции фундаментов, стен, полов в подвале; кладка (перекладка, усиле­ние, ремонт) кирпичных стен; ремонт (смена венцов) деревянных стен; монтаж (ремонт, усиление несущих элементов, смена от­дельных участков) перекрытий; устройство (ремонт, смена от­дельных участков) перегородок; устройство (ремонт) лестниц; устройство (ремонт) заполнения оконных и дверных проемов; устройство (ремонт) стропильной крыши; кровельные работы; устройство (ремонт) балконов; герметизация стыков крупнопа­нельных стен; устройство (ремонт) печей; устройство (ремонт) полов; штукатурные работы; малярные, обойные и стекольные работы; облицовочные работы; монтаж внутренних систем во­доснабжения, канализации, центрального отопления, газоснаб­жения, вентиляции; монтаж санитарно-технических приборов; монтаж лифтов; монтаж систем автоматизации; монтаж электро­установок; монтаж слаботочных устройств; прокладка (замена) наружных сетей водоснабжения, канализации, теплоснабжения; отделка фасада; устройство (ремонт) проездов и отмосток, троту­аров; озеленение территории.

При оценке качества ремонтно-строительных работ проверяет­ся соблюдение установленных параметров: геометрических (разме­

1570

ры, отметки, зазоры, допуски), физико-технических (прочность, плотность, состояние поверхности, герметичность, влажность, температура) и других параметров, а также учитываются требова­ния эстетичности.

Качество отдельных видов работ оценивается на: «отлично» — при выполнении работ в полном соответствии с проектом и с особой тщательностью, характеризующейся тем, что фактические отклонения не превышают 0,8 от предельных отклонений, допускаемых нормативными документами, техниче­скими условиями или стандартами;

«хорошо» — при выполнении работ в полном соответствии с проектом, нормативными документами и стандартами и при фак­тических отклонениях, соответствующих допускаемым норматив­ными документами, техническими условиями или стандартами;

«удовлетворительно» — при выполнении работ с незначитель­ными отклонениями от технической документации при условии, что эти отклонения согласованы с проектной организацией и за­казчиком и не влияют на прочностные, эксплуатационные и эс­тетические качества ремонтируемого объекта.

Проверка соответствия выполненных ремонтно-строительных работ требованиям проекта, нормативным документам и стандар­там осуществляется в зависимости от характера контролируемых параметров и требований инструментально (измерения, испытания) и визуально. Необходимость сплошной или выборочной проверки, объем и способы контрольных измерений и испытаний определя­ются, исходя из требований нормативных документов и стандартов.

Оценка качества ремонтно-строительных работ по жилому зданию в целом с учетом оценок качества отдельных видов ра­бот, предусмотренных примерным перечнем, производится в за­висимости от величины средневзвешенной оценки К, определяе­мой по формуле

_К=5С,+4С_Х+2С^ ₍₆₁₃₎

где С₀, С_х, С_у — сметные стоимости работ по смете, уточненной по фактически выполненным объемам работ, получивших соот­ветственно оценки «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», тыс. руб.

В зависимости от величины К принимаются следующие оценки: «удовлетворительно» — при 3,0 < К < 3,5; «хорошо» — при 3,5 < К < 4,5; «отлично» — при 4,5 < К ^ 5,0.

1574

При этом рабочая комиссия, исходя из архитектурно-строитель­ных характеристик объектов и с учетом их инженерного оборудо­вания, устанавливает наиболее ответственные (важнейшие) виды работ, имеющие определяющий характер для оценки качества ка­питального ремонта по жилому зданию в целом. Оценка качества по жилому зданию в целом не может быть установлена выше, чем оценка любого из отдельных видов работ, отнесенных к наи­более ответственным (важнейшим).

Государственная приемочная комиссия должна проверить пра­вильность оценок качества видов работ, обоснованность отнесе­ния отдельных видов работ к важнейшим и в необходимых слу­чаях внести изменения в оценки качества отдельных видов работ, установленные рабочей комиссией, и в перечень работ, отнесен­ных рабочей комиссией к важнейшим.

При оценке качества отдельных видов работ учитываются оценки качества выполнения процессов и операций (относимых к соответствующим видам работ) по результатам их промежуточной приемки, зафиксированным в общих журналах работ генерального подрядчика и субподрядчиков, а также в актах промежуточной приемки ответственных конструкций и освидетельствования скры­тых работ. При этом качество выполнения отдельного вида работ следует оценивать на:

«отлично» — при числе оценок «отлично» за выполнение про­цессов и операций, превышающем 50% общего количества оце­нок, и при отсутствии оценок «удовлетворительно»;

«хорошо» — при общем числе оценок «хорошо» и «отлично» за выполнение процессов и операций, составляющем не менее 50% общего количества оценок;

«удовлетворительно» — при общем числе оценок «хорошо» и «отлично» за выполнение процессов и операций, составляющем менее 50% общего количества оценок.

Общая оценка качества выполнения вида работ не может быть выше оценки качества выполнения завершающего или ведущего процесса, имеющего решающее значение для качества закончен­ной (конечной) продукции.

_{6-5. МОНИТОРИНГ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ}

ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

В отличие от оценки технического состояния конструкций по­сле аварий, пожара, взрыва (см. 6.1), диагностики эксплуатацион­ных повреждений (см. 6.2), оценки физического износа (см. 6.3) и качества капитального ремонта (см. 6.4), которые применяются в

₃₅₈ конкретных условиях одного ^отдельного) здания, мониторинг тех­нического состояния охватывает весь массив жилищного фонда. Основной целью мониторинга является формирование плана ка­питального ремонта по стратегии «ремонт по отказу».

Мониторинг включает в себя сплошное обследование жилищ­ного фонда один раз в пять лет для планирования капитального ремонта (например, правовой базой такого обследования являет­ся Закон г. Москвы «Об установлении нормативов по эксплуата­ции жилищного фонда города Москвы и контроле за их соблю­дением»). Повторное обследование зданий и их элементов, находящихся в аварийном состоянии, — раз в шесть месяцев, на­ходящихся в ветхом состоянии — раз в год, в неудовлетворитель­ном состоянии — раз в два года, а также выборочное обследова­ние отдельных конструкций и систем по запросам владельцев при выходе их из строя, повреждениях, нарушениях режимов с ежегодным анализом всех заявок, поступивших в объединенные диспетчерские системы (ОДС), для планирования текущею ре­монта и технического обслуживания (ТО).

До начала обследования собираются и анализируются архив­ный материал, содержащий информацию о техническом состоя­нии зданий района, выполненных ремонтных работах, акты и предписания специализированных эксплуатационных организа­ций о состоянии инженерного оборудования (лифты, противопо­жарная автоматика и дымоудаление, электроснабжение, вентиля­ция). Анализируются заявки, полученные на ОДС.

На основании этих данных выдается задание на обследование каждого дома с учетом особенностей зданий и наиболее слабых элементов.

Осматривают все подвалы, чердаки, лестничные клетки, об­щие холлы и т. д. Выборочно проверяют квартиры, обязательно на первых и последних этажах, в торцовых секциях. Минималь­ный осмотр составляет 25% от общего количества квартир в до­ме. В каждом помещении обследуются все конструкции и инже­нерное оборудование. Описание дефектов заносится в рабочий журнал. При невозможности определить причины деформаций и повреждений визуальным способом проводится дополнительное инструментальное обследование.

Особо выделяются аварийные участки и узлы; их подробно описывают.

Полностью осматривают кровли и фасады. Для различных ти­пов зданий установлен объем репрезентативной выборки количе­ства обследования квартир. При обследовании инженерных систем выделяются их части в подвалах, квартирах, на чердаках. Непо­

1585

средственно в ходе обследования выдаются рекомендации и пред­писания на необходимые срочные ремонтно-восстановительные или охранные работы.

После проверки всех помещений полученная информация с учетом данных архива и ОДС классифицируется по видам конст­рукций и систем. В бланк, заполняемый на каждое строение, за­носят паспортные данные и сведения о капитальных ремонтах, приведенных в здании.

В разделе «Результаты обследования» отмечается техническое состояние 23 элементов здания (бланк-форма приведена в прило­жении 8) по схеме: конструкция; перечень дефектов и поврежде­ний; объем повреждений в процентах от общего объема элемен­та; общая характеристика технического состояния элемента.

Описание дефектов и повреждений дается по методике опре­деления физического износа жилых зданий (ВСН-53-86 (р)), ко­торая разработана в помощь специалистам, выполняющим обсле­дование; в ней дано подробное описание возможных дефектов и повреждений конструкций и систем различной модификации элементов с указанием минимального объема контроля.

Техническое состояние каждого элемента оценивается как ава­рийное, когда требуется срочный ремонт или замена (А), неудов­летворительное (Н) или удовлетворительное (У).

По совокупности состояния элементов техническое состояние здания оценивается как аварийное, когда конструкции грозят об­рушением; неудовлетворительное, если эти характеристики преоб­ладают в большинстве элементов; частично неудовлетворительное, если в неудовлетворительном состоянии находятся только не­сколько элементов, и удовлетворительное.

Обследование выполняется высококвалифицированными спе­циалистами, прошедшими специальный курс обучения. Достовер­ность данных обследования выборочно проверяет руководитель бригады в каждом административном округе города, техническое состояние оценивается в присутствии представителей владельца здания и подрядной организации, отвечающей за его эксплуа­тацию.

В выходном документе (заключении о техническом состоянии жилого строения) отражаются: паспортные данные, включая се­рию здания, год постройки, физический износ по данным БТИ, а также информация о наличии технической документации на здание (технические заключения, проекты ремонта и т. п.) и ре­зультаты предыдущего обследования технического состояния.

Приводится информация о выполнении рекомендаций преды­дущего обследования по капитальному ремонту элементов здания (включая объем ремонта); затем результаты обследования техни­

1590

ческого состояния конструкции и систем здания с указанием объема повреждений по состоянию на день обследования; далее данные специализированных эксплуатационных организаций о техническом состоянии систем вентиляции, газоходов, лифтов, электроснабжения, газоснабжения, противопожарной автоматики и дымоудаления и дополнительные данные, освещающие индивидуальные особенности зданий и состояние их конструк­ций. В итоге делаются выводы по результатам обследования по зданию в целом и рекомендации по ремонтно-восстановитель-ным работам на ближайшие пять лет.

Результаты обследований используются при выявлении прио­ритетов в обеспечении безаварийного содержания жилых домов, предупреждении появлений аварий и отказов основных строитель­ных конструкций, формировании титульных списков на капиталь­ный ремонт зданий и отдельных конструций и их систем, контро­ле над эффективным использованием бюджетных и привлеченных средств, выделяемых на содержание жилищного фонда.

Накопленная и формализованная информация дает возмож­ность решать оперативные и стратегические задачи по организа­ции технического обслуживания и ремонта жилищного фонда.

Компьютерные программы, существующие в настоящее время, позволяют представлять и анализировать возможные варианты планов технического обслуживания и ремонта (ТОиР), выбирать из них экономически выверенные и рациональные.

6.6- КОМПЛЕКСНО-СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

Так же как и мониторинг технического состояния, комплекс­но-статистическая оценка надежности конструкций жилых зда­ний опирается на информацию по совокупности жилых зданий.

Логически целесообразной считается следующая последова­тельность сбора статистической информации о жилых зданиях: 1) подготовительный этап — изучение конструктивных особенно­стей зданий и их элементов, анализ аналогов, обоснование объе­мов выборки наблюдений; 2) наблюдения — фиксация значений параметров, уточнение характеристик наблюдаемых конструкций, выявление влияния условий эксплуатации, определение объемов и видов ремонтно-восстановительных работ; 3) обработка резуль­татов — определение зависимости,^ аппроксимация эмпирической зависимости теоретической кривой, построение моделей расчета зданий, анализ экономических последствий неисправностей и от­

1595

казов. Рассматривая на подготовительном этапе конструктивные особенности зданий, схемы их элементов, особенности узлов, ви­ды материалов, важно отметить различие в методах исследования конструкций с длительным сроком службы (несменяемых при ре­монтах) и конструкций с короткими сроками службы (заменяе­мые при ремонтах). Для этих конструкций особенно важны тех­нические условия и возможности замены с учетом минимальных дополнительных работ на стыках со смежными конструкциями и элементами. При этом устанавливаются критерии неисправно­стей, отказов и предельных состояний. Для этого необходимо со­ставить перечень параметров с указанием допустимых пределов их изменения исходя из требований норм; выделить подмножест­ва технических параметров, определяющих общую работоспособ­ность здания, и установить допуски, выход за которые соответст­вует отказу и предельному состоянию; выделить подмножества гигиенических параметров, характеризующих работоспособность среды помещений, микроклимат. Объем выборки наблюдений должен обеспечить получение достоверных результатов. В общем случае число объектов определяют по формуле

где / — показатель достоверности; V— коэффициент вариации; г — показатель точности.

Коэффициент вариации V— ±1005/Л/, где 8 — среднеквадра­тичное отклонение показаний от среднеарифметического значе­ния; М — среднеарифметическая величина всех измерений пока­зателя.

Показатель точности — средняя ошибка, выраженная в про­центах от среднеарифметического,

Показатель достоверности зависит от заданной (принятой) ве­роятности надежности получаемого результата и принимается: /= 1,95 при Р — 0,95 — для общей предварительной оценки; /=2,58 при Р= 0,99 — достаточный критерий надежности конст­рукций и элементов зданий; /=3,29 при Р = 0,999 — критерий максимальной строгости.

Для определения сроков службы несущих и ограждающих конструкций при наблюдениях обычно фиксируются следующие параметры: срок эксплуатации (наработка); срок последнего ре­

_{п —}

(6.14)

б = ±100/(Л/л/л).

_(6.15)

1600

монта; прочность материала; геометрические размеры; ширина раскрытия трещин; плотность трещин (для наружных ограждаю­щих конструкций); деформации (прогиб, отклонение); показатель звукоизоляции; характеристики теплоизоляции конструкции; на­личие протечек, влажность материала; наличие коррозии заклад­ных деталей. При наблюдениях за элементами отделки зданий (окраской, облицовкой полов) и кровли основными характери­стиками являются следующие: срок эксплуатации после послед­него ремонта; относительная площадь повреждения отдельно по каждому виду (трещины, вздутия, разрушения и т. п.); характери­стика материалов (прочность, влажность и др,). По каждому из наблюдаемых параметров определяются предельно допустимые №ред) ^и нормативные (5_Н) значения.

Большое количество конструкций и элементов зданий, раз­брос их выходных параметров выдвигают в качестве основной за­дачи при оценке надежности эксплуатируемых зданий нормиро­вание выходных параметров. Приведение всех наименьших показателей в совокупности здания к нормативным величинам создает в определенной группе элементов неоправданные запасы прочности, деформативности, эксплуатационых качеств. В связи с этим оправданным является нормирование по среднему показа­телю (значению) характеристики: средний срок службы, средний срок службы до первого ремонта, средний межремонтный срок, средняя наработка (ресурс), средняя суммарная стоимость ремон­та и его продолжительность.

Полученные статистические данные корректируются с учетом условий эксплуатации, которые в расчетах могут реализовываться с помощью коэффициента условий эксплуатации К. Большинство экспуатационных факторов не поддается воспроизведению в лабо­раторных условиях и требует изучения их только на эксплуатируе­мых зданиях, для чего применяется статистический метод опреде­ления коэффициентов условий эксплуатации К. При изучении влияния нескольких факторов на состояние конструкции соответ­ствующие коэффициенты К_э можно получить, варьируя значения одного фактора от максимума до минимума и оставляя при этом средние значения всех других факторов. Например, имея уравне­ние зависимости состояния конструкции от трех факторов:

у = а₀ +а₁х₁ +а₂х₂ +#3*3, (6.16)

где у — параметр, характеризующий состояние конструкции; х_и *ь *з — факторы, влияющие на состояние конструкции, можно определить величину К_э для каждого фактора.

1605

Предлагаемый метод можно представить состоящим из следу­ющих этапов: 1) определение значений Х1_МИН и *_1макс; 2) определе­ние средних значений х₂ и х₃; 3) подстановка в вышеуказанное выражение значений х₂ и х₃ и решение уравнения при х_1мин и *1мак_С- В результате получим соответствующие значения у_{ и у_г\ 4) определение коэффициента К_э по первому фактору:

К_э=_У1/у₂. (6.17)

Для оценки влияния факторов на состояние конструкций при одновременном действии нескольких факторов целесообразно применить многофакторный регрессионный анализ, который по­зволяет получить зависимость и оценить весомость каждого фак­тора.

Основная проблема практики эксплуатации жилищного фон­да — это проявление ненадежности отдельных конструкций и элементов, когда средняя фактическая (статистическая) наработка до ремонта (?_ф) меньше нормируемого межремонтного ресурса т, т. е. /ф < /.

Величину /ф определяют по формуле

где / — величина межремонтного ресурса, установленная для дан­ной конструкции или ее элементов; К_нр (/) — статистический ко­эффициент использования деталями данных конструкций уста-новленого ресурса 1.

Коэффициент Дф(/) определяется на основе статистических данных об эксплуатации конструкций и деталей зданий:

[N0 -л(/)/]+ X _{(/) =}-(6.19)

где N0 — первоначальное число деталей и конструкций зданий, принятое для расчета (определения) эксплуатации характеристик надежности; п(1) — суммарное число конструкций, досрочно от­казавших за время установленного ресурса /; /, — наработка до от­каза /-й отказавшей конструкции за время выработки установ­ленного ресурса /.

Характеристика Я_нр(1) представляет собой отношение средней наработки, не выработавшей установленный ресурс, к величине установленного ресурса и может быть записана в виде

₃₆₄

ЛфСЬ^-у— ⁽⁶'²⁰⁾

График характеристик Р({) и Л_нр(/) показан на рис. 6.13, отку­да видно, что значения К_нр({)>Р({).

При обработке данных статистических исследований, кроме построения зависимости ^ =/(/) и аппроксимации фактических данных теоретической кривой, сложной задачей является постро­ение модели поведения жилого дома.

Предложен (разработка А.А. Прокоповича и А.П. Казанкова) достаточно простой метод построения модели и обработки дан­ных натурных обследований на основе логического прогноза по­ведения здания, состоящий из следующих этапов:

1) определения для здания номенклатуры конструкций: г — 1, 2, 3, 4, т (например, г = 1 — плиты перекрытия первого эта­жа; г = 2 — плиты перекрытия подвала; г = 3 — колонны подвала и т.д.) и номенклатура воздействий: /=1, 2, 3, # (например, / = 1 — силовые воздействия; /= 2 — ветровые воздействия; /= 3 — температурные воздействия и т.д.);

2) анализа четырех несовместимых возможных состояний 5, (До, «Уь *$2> *$з) ^и 4т§ возможных состояний типа (например, $о¹ ~- состояние, соответствующее нормальной эксплуатации

плит перекрытия подвала под действием силовых воздействий, •У,¹² — состояние, соответствующее перегрузке плит перекрытия

Рис 6ЛЗ. График зависимости характеристик Д/) от значения /

1612

первого этажа при воздействии ветровых нагрузок, 5₂ — состоя­ние, соответствующее потере эксплуатационных свойств плитами перекрытия подвала под температурным воздействием, 6*₃³¹ — ава­рийное состояние колонн подвала под воздействием силовых нагрузок);

3) определения возможных рисков Я₀ и переходных состоя­ний (например, Е^² — риск перегрузки плит перекрытия первого

этажа при воздействии ветровых нагрузок, К^^г — риск потери эк­сплуатационного состояния плитами перекрытия подвала под температурным воздействием, Д|² — вероятность потери эксплуа­тационных свойств плитами перекрытия первого этажа в течение времени Т при воздействии ветровых нагрузок, когда все другие риски исключены, и т. д.);

4) нахождения функций плотности вероятности основных па­раметров здания /(К) по результатам обработки случайных выбо­рок параметра К, полученных в результате натурных обследова­ний конструкций здания;

5) построения гистограмм фактического распределения и на основе их сопоставления определения предельных и оптимальных областей сочетания параметров конструкций и воздействий на них.

^{6.7. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ}

ПОСТОЯННОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДСКИХ СООРУЖЕНИЙ

На инженерные городские конструкции в период эксплуата­ции действуют силовые и средовые нагрузки. Конструктивную безопасность сооружений принято оценивать некоторым вероят­ностным комплексом, для которого существует определенная де­терминированная система. Она опирается на набор постулатов, гипотез, инвариантов, правил, признаков и фундаментальные за­коны механики твердого деформируемого тела, в целом образуя теорию конструктивной безопасности сооружения.

Конструктивная безопасность зависит от предыстории, влия­ния временной силовой составляющей, а также средовой эволю­ции. Феноменологические исследования и мониторинг последней составляющей позволяет более точно прогнозировать и упреждать конструктивные отказы элементов городских сооружений. Одни­ми из основных составляющих средовых воздействий являются гигрометрические и температурные воздействия.

1617

На практике постоянный мониторинг по экономическим со­ображениям предпринимается достаточно редко и только по от­ношению к отдельным сооружениям, причем по большей части с конкретными задачами. С общеметодической точки зрения такой мониторинг правильнее было бы назвать «длительным специаль­ным обследованием» или «подконтрольной эксплуатацией» инже­нерного сооружения.

Для подобной практики имеются, как минимум, три основания:

• дороговизна оборудования;

• сложность обработки больших массивов постоянно поступа­ющей информации и неотработанность механизмов оперативного принятия решения на ее основе;

• ограниченность номенклатуры доступных к универсальному использованию приборных систем, предназначенных для этой цели.

Как правило, установка приборов для мониторинга достаточ­но сложна и поэтому выполняется при строительстве или капи­тальном ремонте (реконструкции) сооружения.

Анализ опыта непрерывного наблюдения за инженерными со­оружениями, а также мониторинга и подконтрольной эксплуата­ции сложных инженерных систем, таких, как карьерные комп­лексы, тяжелые транспортные средства, технологические линии, системы теплоснабжения жилых комплексов, позволяет сделать вывод, что мониторинг не будет эффективен для прогнозируемых процессов деградации, которые могут быть описаны непрерыв­ной или, по крайней мере, квазинепрерывной функцией време­ни. Главным методическим достоинством постоянного монито­ринга является возможность фиксации внезапных негативных изменений поведения сооружения, или причин, вызывающих эти изменения.

В этой связи для создания рациональной системы постоянно­го мониторинга инженерных сооружений городской инфраструк­туры необходимо прежде всего решение следующих принципиа­льных вопросов:

выявление эксплуатационных факторов, наиболее сильно влияющих на деградацию сооружения;

определение «ключевых» зон сооружения, наблюдение за ко­торыми может помочь зафиксировать внезапные негативные из­менения поведения;

определение возможности принятия эффективных решений в случае получения информации о негативных изменениях.

Применительно к крупным городам России следует также иметь в виду, что задачей мониторинга является не поддержание отдельных уникальных объектов, а повышение эффективности

1622

эксплуатации сети в целом как важнейшего звена инженерной инфраструктуры города.

Отличительной особенностью эксплуатации городских инже­нерных сооружений являются напряженная экологическая обста­новка (повышенная загазованность) атмосферы, средняя и силь­ная агрессивность среды, обусловленная, главным образом, применением противогололедных солей, умеренный климат с мяг­кой зимой и значительным числом циклов замораживания-оттаи­вания, наличие в сооружениях большого числа различных комму­никаций, затрудняющих доступ для ремонта и содержания, повышенные требования к внешнему виду со стороны админист­ративно-технических служб городов. В подавляющем большинстве случаев (около 90%) интенсивный износ вызван негативным воз­действием внешней среды.

Практика эксплуатации не только инженерных сооружений, но и других городских объектов, например жилых зданий, пока­зывает, что ускорение деградации структурных элементов (напри­мер, повышенное корродирование арматуры) имеет место вслед­ствие нарушения целостности защитного слоя, которое, в свою очередь, вызвано неисправностями систем водоотвода.

Исходя из изложенного, для постоянного мониторинга соору­жений рекомендуются следующие параметры: деформация несу­щих элементов, раскрытие трещин, температура и влажность, а также транспортная ситуация (видеонаблюдение).

Задачей измерения деформации является контроль возможно­го возникновения сверхнормативных нагрузок либо перемещений несущих элементов. Поэтому нет необходимости постоянно кон­тролировать результаты измерений.

Задачей измерения раскрытия трещин является определение причин их образования и прогноз дальнейшего поведения с це­лью назначения необходимого ремонта, а замеры температуры являются обеспечением адекватной трактовки результатов изме­рений деформаций, т. е. это измерение — вспомогательное.

В задачу измерения влажности входит определение мест про­течек и дефектов системы водоотвода до того, как последствия «замокания» конструкций визуализируются.

Раскрытие трещин так же, как и изменения температуры и влажности, — процессы медленно текущие. Поэтому за исключе­нием особых случаев контроля динамики, которые выходят за рамки мониторинга, нет необходимости постоянно контролиро­вать результаты измерений; достаточно запоминать их в инфор­мационном накопителе и считывать периодически, во время ре­гулярных осмотров.

1627

Задачей видеонаблюдения является контроль ситуации, в том числе возможных аварий, которые могут привести к нарушению конструкций сооружения. Для решения этой задачи представля­ется достаточным периодический визуальный контроль, а также хранение снимков в течение ограниченного (1—3 дня) времени.

В табл. 6.17 приведены некоторые параметры измерений и передачи информации.

^{Таблица 6 17 Характеристики параметров и передачи информации}

при видеонаблюдении

Измеряемый параметр	Частота измере­ния, Гц	Местоположение накопителя	Периодичность считывания
Деформации	1	Диспетчерский центр	Еженедельно
Перемещения	0,025	Сооружение	Ежемесячно
Температура	0,003
Влажность	0,001
Видеосигнал	0,003	Диспетчерский центр	Ежечасно

Критерии оценки результатов измерений устанавливаются ин­спекторскими службами применительно к конкретному сооруже­нию.

^{Вопросы для самопроверки}

1. Приведите примеры специальных видов экспертизы.

2. В чем особенность методики проведения технического обследования?

3. Какие бывают виды фотосъемки и методики ее проведения?

4. Как рассчитать глубину трещины?

5. Каким образом определяются объем и степень повреждения здания?

6. Раскройте и классифицируйте признаки степени повреждения высокими температурами изгибаемых и сжатых железобетонных элементов.

7. Как оценить степень пожара?

8. Диагностика эксплуатационных повреждений, ее назначение и классифи­кация.

9. Какие основные показатели используются при оценке физического износа зданий и сооружений?

10. Как происходит оценка качества капитального ремонта?

11. В чем заключается мониторинг технического состояния зданий?

12. Дайте характеристику комплекс но-статистической оценке надежности элементов и конструкций зданий.

13. Какие параметры фиксируются при определении сроков службы несущих и ограждающих конструкций?

14 Раскройте сущность обработки данных натурных обследований на основе логического прогноза поведения здания.

_{24 - 4028}