Диагностика повреждений и восстановление эксплуатационных качеств конструкций являются неотъемлемыми составляющими эксплуатации зданий и, как правило, сопутствуют реконструкции.
Из зарубежных и отечественных публикаций известно немало случаев, когда из-за ошибок, допущенных при оценке запаса прочности конструкции, неудовлетворительной диагностики и не принятия своевременных мер по усилению происходили крупные обрушения с человеческими жертвами.
Так, в 60-х годах рухнула переполненная зрителями трибуна в Анкаре (Турция), в 1972 году обрушился козырек над трибуной в Саламанке (Испания). Не обошли аналогичные по последствиям трагедии и нашу страну. В 1980 - 90 гг. обрушились 30-метровый балкон спортивного комплекса в Котласе, где покалечено 115 человек, и 90-метровый балкон в Нальчике, где скончались 18 и получили увечья 29 человек. По информации из газеты "Аргументы и факты" № 30, 1998 г. только в 1997 году в России произошло 27 крупных обрушений зданий и сооружений, в которых погибли 14 человек, а за первую половину 1998 года - 17 обрушений с гибелью 26 человек.
Характерно, что большинство аварий происходит на эксплуатируемых объектах, которые в соответствии с действующими нормами должны были неоднократно обследоваться.
Анализ дефектов конструкций, выполненный отечественными исследователями А.Г. Ройтманом и Н.Г. Смоленской, показал, что дефекты возникают как из-за ошибок проектирования (4%), неудовлетворительной эксплуатации зданий (8%), некачественного изготовления конструкций (17,6%), низкого качества монтажа (41,6%), так и совокупности указанных причин и факторов (17,6%).
Нельзя забывать, что современное строительство существенно изменилось и качественно и количественно. Повысилась этажность зданий и насыщенность технологическим оборудованием. В то же время ввиду массовости строительства с повышенными требованиями к экономии материалов снижаются коэффициенты запаса прочности и надежности конструкций.
В связи с вышеизложенным, проблема эффективной диагностики эксплуатируемых зданий становится особо актуальной.
4
Следует отметить, что данные диагностики используются не только для ремонта и усиления зданий, но и для повышения качества разрабатываемых проектов, совершенствования технологии изготовления конструкций и методов монтажа.
Неоценима роль диагностики при обследовании капитальных зданий после пожара. Хотя бетон и относится к несгораемому и огнестойкому материалу, все же при длительном воздействии температуры пожара 250°С и выше, а главное при действии на него струи воды во время тушения пожара бетон растрескивается, снижаются его защитные, прочностные и деформативные качества. Расположенная в бетоне арматура также негативно реагирует на длительный нагрев, т.е. снижаются ее модуль упругости и предел текучести.
В учебном пособии акцентируется внимание на диагностике трещин. При научном подходе картина образования и раскрытия трещин, их форма и изменение во времени являются важными критериями в оценке состояния конструкций, что облегчает выявление причин возникновения повреждений изгибаемых элементов, позволяет оценить резерв прочности.
По результатам обследования обычно принимается решение об усилении или ремонте конструкции.
К настоящему времени в мировой практике накоплен большой опыт усиления, причем способы усиления постоянно совершенствуются и дополняются новыми решениями. Уже традиционным стало усиление с использованием металлических и железобетонных обойм, наращиванием сечения шпренгельными затяжками, преднапряжением и др.
Из-за невозможности охватить все вопросы этой обширной темы в данной работе рассматриваются лишь отдельные методы, одни из которых стали традиционными и используются повсеместно, а другие, как например, усиление зданий стальными поясами со стабилизирующим устройством, или обоймой на напрягающем цементе являются новыми и достаточно перспективными.
Аналогичный подход осуществлен в отношении расчета усиливаемых конструкций, где наряду с традиционными предлагается усовершенствованный способ расчета усиления стен зданий с магистральными трещинами.
Автор выражает признательность сотрудникам кафедры строительных конструкций ПГАСА кандидатам технических наук Б.В. Миряеву и В.И. Муленковой за ценные замечания и дополнения к материалу учебного пособия.
5