Дефекты несущих конструкций зданий и сооружений, способы их устранения

   Если  стеновая панель смонтирована с наклоном из плоскости стены, то в ней возникают  дополнительные усилия. Вертикальную силу, приложенную к верху наклонной  панели, можно разложить на две  силы, одну горизонтальную, равную произведению вертикальной силы на тангенс угла наклона панели к вертикальной плоскости, и, другую, направленную параллельно оси наклонной панели, равную частному от деления вертикальной силы на косинус этого угла. Из-за малости угла наклона можно принять, что, сила, параллельная оси наклонной панели, равна вертикальной. При надежной связи наклонной панели с перекрытиями горизонтальная сила, значение которой невелико, будет воспринята конструкциями, расположенными перпендикулярно к плоскости наклонной плиты (панелями внутренних стен). Таким образом, наклонная панель будет дефектной в основном с эстетической точки зрения.

   При смещении панелей с проектных  осей в пределах соседних этажей, появляется дополнительный эксцентриситет в приложении вертикальных усилий. Платформенные и монолитные стыки при этом несколько смягчают влияния смещения панелей, уменьшая эксцентриситет приложения нагрузки за счет включения в работу плит перекрытия.

   Контактные  и контактно-платформенные стыки  стеновых панелей этим свойством не обладают, и при возведении стен и панелей с такими стыками требуется повышенное внимание к точности монтажа.

   3. Дефекты изготовления и монтажа железобетонных колонн

   При изготовлении железобетонных колонн возможно появление различных дефектов. Основными из них являются следующие: несоответствие диаметра, количества, марок и классов стали арматурных стержней, а также их положения в сечении элемента проектным условиям; снижение прочности бетона; пропуск или смещение закладных деталей; несоответствие выпусков арматуры в стыковых узлах элемента проектному положению; несоблюдение толщины защитного слоя бетона, предусмотренного нормами; отклонение геометрических размеров от проектных значений сверх предусмотренных нормами; наличие трещин, сколов и каверн в бетоне.

   Наиболее  часто встречаются следующие  ошибки при монтаже железобетонных колонн, приводящие к образованию  дефектов: отклонение оси колонны от вертикали; смещение колонн в плане; несоблюдение высотных отметок колонн и их консольных выступов; неправильное выполнение соединений элементов колонн друг с другом и с фундаментом; замена ванной сварки на дуговую с накладками в стыках элементов колонн, уменьшение сечения и длины сварных швов, наложение сварных швов с разрывами и раковинами; нарушение требуемой последовательности монтажа железобетонных элементов каркаса и вертикальных связей; омоноличивание стыков колонн бетоном низкого качества; замораживание в раннем возрасте бетона омоноличивания при производстве работ в зимнее время, пересушка бетона омоноличивания в летнее время; применение для монтажа колонн, имеющих явно выраженные дефекты.

  4. Дефекты изготовления и монтажа железобетонных плит перекрытий и покрытий

  При изготовлении плит покрытий встречаются  дефекты, аналогичные дефектам балок  (ригелей). В тонких полках ребристых плит арматурная сетка часто имеет очень малый защитный слой бетона и просматривается снизу плиты. Если такие плиты эксплуатируются в агрессивных условиях, то происходит быстрая коррозия арматуры. При этом на поверхности плиты появляются полосы от ржавчины арматуры. Несущая способность полок плит в результате коррозии арматуры существенно снижается.

  При изготовлении плит в сильно изношенной опалубке наблюдается их уширение, превышающее допуски. В многоэтажных зданиях в перекрытиях в этом случае не удается уложить нужное количество плит. Уширенные плиты при укладке на стропильные конструкции постепенно сдвигаются со своего проектного положения и ребра плит оказываются вне закладных деталей, расположенных по верху стропильных конструкций. Так, если ширина плиты будет превышать номинальную на 1 см, то уже через шесть плит ее ребро сместится с закладной детали стропильной конструкции. Поэтому во время приемки плит следует обращать особое внимание на их ширину.

  Отколы  торцов плит с обнажением концов арматуры ребер нарушают анкеровку арматуры на опорах и могут разрушить плиту по наклонному сечению из-за продергивания арматурных стержней.

  Рисунок 7. Схема дефекта узла опирания плит перекрытий на ригели и его исправления

  а - при одинаковой высоте продольных и  торцевых поперечных ребер; б - при уменьшении высоты торцевого ребра; в - при установке стальных прокладок;

  1 - продольное ребро  плиты; 2 - поперечное ребро; 3- полка ригеля; 4 - прокладка.

  Объясняется это тем, что закладные детали а полках ригелей и по концам продольных ребер оказываются несколько  утопленными относительно бетонной поверхности. В результате между  закладными деталями образуется зазор в несколько миллиметров (встречаются зазоры до 1 см и более), а продольные ребра плит зависают на поперечных торцевых ребрах. Такая работа плит проектом не предусмотрена, так как арматурная связь продольных и поперечных ребер для этого недостаточна. Устранить отмеченный дефект можно путем уменьшения высоты поперечных торцевых ребер примерно на 2 см. Это не ухудшит условия омоноличивания соединения плит с ригелями.

   К основным дефектам монтажа железобетонных плит перекрытий и покрытий относятся: смещение плит в плане вдоль и поперек их осей; отсутствие сварки закладных деталей плит с закладными деталями ригелей или стропильных конструкций, а также недостаточная протяженность или сечение сварных швов в этих соединениях; неправильное омоноличивание швов между плитами; перегрузка плит в процессе монтажа строительными изделиями и материалами; устройство больших монтажных проемов в перекрытиях или покрытиях; отсутствие уборки снега на пустотных плитах в период монтажа конструкций; использование при монтаже плит с такими дефектами, как сколы бетона в опорных частях плит, сквозные трещины, низкая прочность бетона и др.

   5. Дефекты возведения монолитных железобетонных конструкций

   К основным дефектам монолитных железобетонных конструкций, вызванных нарушением технологии производства работ, можно отнести следующие: изготовление недостаточно жесткой, сильно деформирующейся при укладке бетона и недостаточно плотной опалубки; нарушение проектных размеров конструкций; появление раковин и каверн из-за плохого уплотнения бетонной смеси; укладка расслоившейся бетонной смеси; применение слишком жесткой бетонной смеси при густом армировании; плохой уход за бетоном в процессе его твердения и набора прочности; несоответствие проекту армирования конструкций; некачественная сварка стыков арматуры; применение сильно прокорродированной арматуры.  
 
 

3. Снижение шумов  и повышение звукоизоляции  в жилых зданиях

  Звук  как физическое явление представляет собой центростремительное волновое движение упругой среды, а как физиологический процесс является ощущением, возникающим при воздействии звуковых волн на органы слуха и организм в целом.

  Звуковое  движение среды представляют в виде синусоиды колебаний. Амплитуду  этих колебаний характеризуют частотой и величиной звукового давления. Под частотой подразумевают число колебаний в секунду. Единица измерения частоты — герц (Гц) — выражает одно колебание в секунду. От частоты зависит высота тона звука.

  Органы  слуха человека способны воспринимать звуки частотой от 16 до 20 000 Гц и оценивать не абсолютное значение изменения частоты, а относительное. Увеличение частоты вдвое вызывает ощущение повышения тона на величину, называемую октавой. Октавная полоса частот — это полоса, в которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней. В практике спектр воспринимаемых человеком звуков делят на 8 октав.

  Звуковое  давление представляют как разность между мгновенным полным давлением в момент прохождения звука и средним в среде при отсутствии звукового поля. Звуковое давление р выражают в паскалях. Чем больше значение р, тем громче ощущаемый нами звук. Нижний предел р, за которым человеческое ухо не может ощущать звук, называют порогом слышимости, а верхний, который воспринимается как болевое ощущение, — болевым порогом.

  Звуковое  давление зависит от звуковой мощности источника и интенсивности звука, излучаемого им в окружающее пространство. Их значения в абсолютных величинах трудно оценивать в акустических расчетах. Кроме того, ухо человека воспринимает не абсолютное, а относительное изменение звукового давления. В прикладной акустике поэтому используют понятие уровня звукового давления (дБ)

  Уровни  звука, выраженные в дБ, отражают объективную  физическую характеристику звука. Однако при одном и том же уровне звукового давления человек воспринимает звуки высоких тонов как более громкие.

  С физиологической точки зрения звуковые волны делят на полезные звуки  и шум. Шум вызывает раздражающее действие на организм. Предельный уровень звукового давления, длительное воздействие которого не приводит к преждевременным повреждениям органов слуха, равен 80...90 дБ. Если же уровень звукового давления превышает 90 дБ, то это постепенно приводит к частичной или даже полной глухоте.

  Шумовой  комфорт необходим человеку для  нормальной деятельности его нервной системы. В практике поэтому шумы делят по интенсивности на три группы. Во время сна и пассивного отдыха человеку нужна относительная тишина, и к первой группе относят шумы от звукового порога до уровня звукового давления в 40 дБ.

  Во время бодрствования и работы тишина не нужна, шум средней силы не мешает человеку трудиться и отдыхать, поскольку происходит частичная адаптация организма и ухо способно дифференцировать звуки такой силы. Этим состояниям людей соответствует вторая группа шумов с уровнем звукового давления от 40 до 80... ...90 дБ. В эту группу входит основная масса звуковых сигналов окружающей среды: шум инженерного оборудования зданий, работа радиоаппаратуры, громкий разговор.

  Особо нежелателен в общественных и  особенно жилых зданиях шум с уровнем звукового давления от 90дБ до порога болевого ощущения. Такой шум вызывает не только быстрое звуковое утомление, нервозность, но может привести к указанным выше последствиям.

  Уровень шума в помещениях зависит от внешних и внутренних возбудителей. Внешние источники — это промышленные предприятия и городской транспорт. Внутренние шумы порождает инженерное оборудование, которым насыщен современный дом. Источниками шума могут быть санитарно - технические, электротехнические и механические устройства, радио- и телевизионная аппаратура, а также бытовые приборы.

  Все эти устройства являются источниками звука разной частоты. Накладываясь друг на друга, они действуют в широком спектре, а исследование уровня звукового давления на разных частотах представляет определенную сложность. В практике поэтому часто используют, особенно для оценки транспортных и других городских шумов, величину суммарного уровня звука La, выражаемую в дБ • А. Этим термином называют уровень звукового давления с корректировкой в части снижения влияния низких частот. L_A измеряют специальными шумомерами с фильтрами, уменьшающими чувствительность в низкочастотном спектре.

  L = 20 lg p_cp/p_o

  где p_cp - - измеряемое среднеквадратичное звуковое давление; p_o - то же, принятое за начальную величину отсчёта

  Российским  строительным законодательством установлен нормативный уровень звукового давления L_H из условия максимально возможного уменьшения отрицательного   воздействия шума на организм человека.

  Для ориентировочной оценки шумового режима используют пределы суммарного уровня звука La. Нормами проектирования помещений для спокойного отдыха эта величина ограничена 25...30 дБ • А, а для общественных зданий с активной деятельностью принята 40…60дБ • А. Для   того   чтобы   добиться звукового комфорта, т. е. создать в помещениях автономный шумовой режим нормативного уровня, прибегают к выполнению звукоизолирующих ограждающих конструкций.

  Существует  и другой вид шума — ударный, возникающий в результате механического воздействия на ограждения во время, например, хождения и излучаемый колеблющейся конструкцией в виде звуковых волн. Механическому воздействию чаще всего подвержены перекрытия гражданских зданий.

  Исходя  из изложенного выше, по действующим нормам проектирования стены и перегородки рассчитывают на звукоизоляцию от воздушного шума, а перекрытия проверяют и на звукоизоляцию от ударного шума. Звукоизоляционные способности конструкций, ограждающих помещения жилых и общественных зданий, рассчитывают исходя из предпосылки, что звукоизолирующая способность стен при воздушной передаче звука должна находиться в пределах от -20 до +10дБ. Перекрытия дополнительно проверяют на изоляцию от ударного шума, устанавливая его изолирующую способность при ударах в рамках неравенства от -5 до 20 дБ.