Материал взят с: http://nastroy.zp.ua/St10.htm

В связи с проведением реконструкции зданий часто возникает необходимость определять состояние и фактическую несущую способность стен каменных зданий. За время эксплуатации стен, обычно из-за износа и образования трещин, существенно снижается несущая способность конструкций, а при реконструкции усилия в стенах могут увеличиваться. Поэтому требуется обоснованно выполнять усиление стен, обеспечивающее продолжительную надежную работу здания.

По нашему мнению обследование конструкций, в том числе и каменных, является достаточно сложной работой. В связи с тем, что эта работа недостаточно регламентирована нормативными документами [1] и рекомендациями [2], [3], поэтому выполняется она по-разному, в зависимости от технического оснащения и опыта конкретной организации. Считаем целесообразным обсуждение этой проблемы для последующей регламентации в пособиях и методических рекомендациях.

Возможны различные схемы участия организаций в проведении реконструкции. Относительно часто обследование конструкций выполняется специализированными организациями, имеющими соответствующее оснащение, опыт работы и лицензии. На основании обследования проектная организация разрабатывает проект реконструкции и осуществляет авторский надзор. Практика показывает, что эта схема эффективна только при согласованной работе этих двух организаций в соответствии с четким распределением обязанностей.

Если обследование и проектирование выполняют разные организации то, безусловно, проектная организация несет ответственность за всю реконструкцию, а организация, выполняющая обследование гарантирует только правильность определения несущей способности, в том числе и с предложенным усилением конструкций.

Если обследование и проект усиления выполняется специализированной научной организацией, то при этом в некоторых случаях может быть принято недостаточно эффективное конструктивное решение и неэффективное проведение авторского надзора, из-за недостаточного опыта проектирования.

При выполнении обследования и проектирования проектной организацией в отдельных случаях может быть не в полном объеме проанализировано состояние конструкций из-за недостаточного технического оснащения и неполного исследования напряженного состояния.

Поэтому организации, самостоятельно выполняющие обследование и проектирование должны иметь необходимый опыт, оснащение приборами и программами, а сложные и ответственные работы необходимо утверждать на научно-техническом совете, состоящем из компетентных специалистов.

Перечислим основные задачи обследования каменных конструкций:

• выявление характера и причин деформирования здания, а также составление прогноза возможных деформаций, на основании проведения длительных наблюдения;
• определение имеющегося напряженно-деформированного состояние конструкций, прочностных характеристик кладки и несущей способности основных простенков и столбов;
• определение вероятности обрушения отдельных конструкций и здания в целом, оценка возможности смещения конструкций с опор, износа конструкций и снижения несущей способности из-за атмосферных воздействий, увлажнения и других причин;
• составление рекомендаций по усилению конструкций с последующим контролем за выполнением усиления.

Объем исследований обязательно должен определяться не только заказчиком, но и проектировщиком, который использует эти данные.

Для выявления причин деформирования, особенно при просадочных грунтах, обычно необходимы инженерно-геологические изыскания, анализ состояния инженерных коммуникаций, продолжительные геодезические наблюдения, а также тщательный анализ трещинообразования стен.

Для прогноза дальнейших деформаций целесообразно длительное время измерять смещения по образовавшимся трещинам. Должна применяться надежная система фиксации трещин, допускающая их последующее многократное измерение. Зная динамику и характер развития трещин, а также развитие осадок можно установить причину деформаций. Причем наиболее часто встречаемыми причинами образования трещин являются неравномерные осадки и просадки основания.

При наличии опыта обследования зданий в конкретном регионе иногда можно определять причины деформирования по освидетельствованию, т.е. без длительных геодезических наблюдений и многократного измерения раскрытия трещин.

Определение напряженно-деформированного состояния целесообразно выполнять по достаточно подробным, как правило, пространственным расчетным моделям системы "здание-основание". Для просадочных оснований удобно вести расчет на конкретные области замачивания, в том числе и прогнозируемые. Желательно выполнение нелинейных расчетов с моделированием трещин. Достоверность расчета может быть подтверждена совпадением фактического и расчетного трещинообразования. Возможно натурное измерение напряжений и сопоставление их с расчетной величиной.

Для достоверного определения несущей способности конструкции необходимо, прежде всего, определить прочностные, деформационные и конструктивные особенности кладки. Необходимо выявить имеются ли в кладке пустоты, наличие и состав облицовки и т.п.

Прочность кирпича, изготавливаемого на разных заводах в разные годы, различна, причем, имеются примеры применения керамического и силикатного кирпича с явно недостаточными прочностными характеристиками. Всегда должны выявляться участки кладки с низкими прочностными величинами кирпича и раствора. Целесообразно в конкретном регионе проводить анализ разброса прочности изготовляемого раньше кирпича и раствора.

Снижение несущей способности от образования трещин рекомендуемое нормами достаточно упрощенное. Более точно можно определить несущую способность численным расчетом с моделированием трещин.

Достаточно важная задача при анализе деформированных зданий - это оценка возможности обрушения конструкции. Обрушение может произойти из-за исчерпания несущей способности сжатых простенков, из-за выпучивания или отклонения от вертикали стен, смещения плит и балок с площадок опирания, разрушения кладки в местах передачи сосредоточенных нагрузок и других причин.

Характерным признаком разрушения простенков от сжатия являются многочисленные вертикальные трещины, пересекающие 5 и более рядов кладки. Если обрушение перегруженных кирпичных столбов и простенков может привести к обрушению перекрытия или покрытия, то состояние здания, безусловно, считается аварийным.

Простенки традиционно рассчитывают на усилия, собираемые с соответствующей грузовой площади перекрытий и собственного веса грузовой ширины стены. При неравномерных осадках стен в отдельных простенках и столбах могут значительно увеличиваться продольные усилия. Реальная картина распределения действующих или прогнозируемых усилий может быть получена по пространственному расчету здания с учетом неравномерных смещений основания.

Оценить аварийность стен при их отклонении и выпучивании можно на основании замеров раскрытия трещин и т.п. Однако измерение величин смещений, как правило, трудно осуществимо и только большое количество замеров позволяет понять общую картину деформирования. Встречаются случаи деформирования, при которых сложно оценить трещинообразование и выпучивание стен. Например, из деформаций продольных стен зданий наиболее сложно выявляются отклонения, вызванные перекосом примыкающих перпендикулярно к ним стен.

Без расчета, только по замерам ширины и динамики раскрытия трещин, сложно представить всю схему деформирования. Поэтому можно прежде по пространственному расчету выявить схему деформирования здания, а затем установить предельно допустимые смещения или раскрытия трещин в конкретных участках стен или смещения конструкций, которые могут привести к обрушению.

Разрушение кладки в местах передачи больших сосредоточенных сил также следует рассматривать как аварийное состояние.

Для проектирования усиления целесообразно знать существующее и прогнозируемое напряженно-деформированное состояние, т.к. по этим данным можно более обоснованно назначать требуемые сечения конструкций усиления. Усиление, выполняемое без расчета, может быть значительно завышенным или недостаточным.

Для совершенствования и регламентации работ по обследованию каменных зданий целесообразно разработать методическое пособие на основе существующего опыта выполнения обследований в отдельном регионе с учетом региональной специфики. Рекомендации должны быть ориентированны на проведение работ с учетом имеющегося технического и программного оснащения. При этом следует подробно описать:

• возможную схему распределения работ и обязанностей между организациями;
• распределение ответственности организаций;
• порядок замеров и анализа деформаций;
• выполнение расчета конструкций и оценку несущей способности;
• расчет усиления;
• проведение мониторинга и авторского надзора.

В Запорожской государственной инженерной академии и ООО "Настрой" за счет собственных средств выполняется разработка такого пособия.

Считаем, что его разработка и использование повысит качество работ по оценке деформаций каменных зданий.

1. Нормативні документи з питань обстежень, паспортизації, безпечної та надійної експлуатації виробничих будівель та споруд.Київ.1997.
2. Рекомендации по обследованию и оценке технического состояния крупнопанельных и каменных зданий/ЦНИИСК им.Кучеренко.-М.,1988.-57с.
3. Рекомендації й оцінки технічного стану житлових будинків перших масових серій./ Київ. 2000.Держбуд України. -27с.