 |
Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции
|
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
ПРИЗНАКИ АВАРИЙНОГО СОСТОЯНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Подборка документов
Оренбург, 2008, октябрь, 08
Стр. 3
Признаки аварийного состояния несущих конструкций зданий и сооружений
Дата внесения в БД: 01.12.2003
Актуальность: Актуальный материал
Стр. 31
Предаварийное состояние объекта не освобождает ответчика от составления проекта и на те виды работ, которые осуществляются с целью сохранения объекта от разрушения, или хотя бы получения разрешения Комитета по государственному контролю, использованию...
Вид документа:
Постановление Федерального арбитражного суда Северо-Западного округа от 27.06.2001 N А56-8124/01
Принявший орган: Федеральный арбитражный суд Северо-Западного округа
Статус: Судебный акт вступил в законную силу
Тип документа: Судебная практика
Опубликован: рассылка
Стр. 34
Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции
Вид документа:
Указание Москомархитектуры от 18.11.1998 N 39
Инструктивно-методические документы
Принявший орган: Москомархитектура
Статус: Действующий
Тип документа: Нормативно-технический документ
Опубликован: научно-техническое издание, / Правительство Москвы. - М.: ГУП "НИАЦ", 1998 год
ПРИЗНАКИ АВАРИЙНОГО СОСТОЯНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
#S
Предисловие
Аварии строительных конструкций зданий и сооружений наносят значительный экономический ущерб и часто сопровождаются гибелью и ранением людей.
|
|
|
Происходят аварии строительных конструкций обычно из-за совокупности причин: ошибок при проектировании, низкого качества материалов, используемых для несущих конструкций, нарушении технологии изготовления и монтажа строительных конструкций, несоблюдения правил эксплуатации зданий и сооружений.
Аварии строительных конструкций редко происходят внезапно. Обычно можно наблюдать ряд предвестников аварии. Если своевременно заметить признаки приближающейся аварии, то можно вовремя принять профилактические меры: вывести людей из опасной зоны, произвести разгрузку аварийной конструкции, установить временные крепления и т. п. Поэтому так важно инженерно-техническому персоналу строительных и эксплуатационных организаций знать признаки аварийного состояния конструкций.
1. Общие положения по оценке аварийности
строительных конструкций
Термин "авария" и связанные с ним понятия "аварийное состояние", "предаварийное состояние" не имеют твердых общепринятых толкований. В данной работе под аварией строительных конструкций здания или сооружения подразумеваются обрушение строительной конструкции или всего здания или сооружения в целом, а также получение ими таких деформаций, которые делают невозможным их эксплуатацию.
Под аварийным состоянием подразумевается такое состояние конструкции здания или сооружения, при котором с большой степенью вероятности можно ожидать в ближайшее время их аварию.
Предаварийным состоянием будем называть такое состояние конструкции, когда в случае продолжения неблагоприятных воздействий (неравномерных осадок фундаментов, перепадов температуры, агрессивной среды и т. п.) может наступить авария конструкции.
Авария строительных конструкций может произойти из-за наличия в них скрытых дефектов, в результате хрупкой работы конструкции, когда разрушение происходит без предварительных сильных деформаций. В этом случае установить факт наличия аварийного состояния конструкции очень трудно.
|
|
|
Однако в большинстве случаев аварии конструкции предшествуют развитие больших деформаций, появление и раскрытие трещин и др. видимые признаки аварийного состояния.
Наряду с визуальным и визуально-инструментальным обследованием для установления аварийности конструкции обычно производят поверочные расчеты конструкции. При поверочных расчетах об аварийном состоянии конструкции судят по степени превышения расчетной нагрузки значения расчетной несущей способности конструкции с учетом выявленных в ней дефектов.
В существующих нормах проектирования принято следующее положение если какое-либо сечение конструкции достигло первой группы предельных состояний, то это предельное состояние наступает и во всей конструкции. В отношении аварийного состояния это справедливо для статически определяемых систем. В статически неопределяемых системах достижение в каком-либо одном сечении предельного состояния обычно не связано с обрушением конструкции. Это также должно быть учтено при решении вопроса о признании состояния конструкции аварийным. Анализ результатов обследования и поверочных расчетов позволяет дать достоверный ответ на вопрос, является ли состояние конструкции аварийным.
При этом можно встретить следующие случаи:
1. Обследование конструкций выявляет признаки, по которым можно судить, что конструкция находится в аварийном состоянии. То же подтверждают и поверочные расчеты.
2. Обследование выявляет признаки аварийного состояния конструкции, но поверочные расчеты это не подтверждают.
3. Результаты поверочных расчетов говорят о наличии аварийного состояния конструкции, а обследование признаков такого состояния не обнаруживает.
В первом случае, бесспорно, следует считать, что имеет место аварийноесостояние конструкции.
Во втором случае следует проанализировать поверочные расчеты, а именно: учтено ли при их выполнении влияние выявленных дефектов строительных конструкций, правильно ли принята расчетная схема.
|
|
|
Если при поверочных расчетах ошибок не сделано, то не имеется достаточных оснований считать состояние конструкций аварийным. В зависимости от вида конструкции и выявленных дефектов в ряде случаев можно признать такое состояние конструкций предаварийным.
В третьем случае нужно еще раз обследовать конструкцию и, если при этом не будет выявлено признаков аварийности, то не появится и оснований для утверждения об аварийном состоянии конструкции. Очень часто встречаются случаи, когда разрушающая нагрузка значительно превосходит несущую способность конструкции, подсчитанную по действующим нормам.
Следует отметить, что правильность утверждения об аварийном состоянии конструкции в очень сильной степени зависит от квалификации лица, делающего такое заключение.
В ряде пособий, инструкций по обследованию строительных конструкций рекомендуется при снижении несущей способности конструкции более чем на 50% считать такое состояние конструкций аварийным или даже полным разрушением. По этому поводу следует заметить, что аварийное состояние зависит не только от несущей способности конструкции (степени снижения предусмотренной проектом несущей способности), но и от усилий, вызванных внешним воздействием. Что касается обрушения конструкции, то оно может произойти и при меньшем снижении ее несущей способности. Когда конструкция обрушилась, то она полностью исчерпала свою фактическую несущую способность.
2. Признаки аварийного состояния грунтового основания
Аварийным состоянием грунтового основания является такое его состояние, когда конструкции здания или сооружения, опирающиеся на это основание, находятся в аварийном состоянии по причине неудовлетворительной работы основания.
Следовательно, об аварийности грунтового основания судят по состоянию конструкций, опирающихся на него.
Нормы проектирования оснований зданий и сооружений #M12293 0 854900921 24884 1046173441 4294967260 4294967263 2702491093 2710817117 2387007235 350062449/32/#S ограничивают относительную разность осадок, среднюю и максимальную осадку фундаментов. При превышении этих деформаций предельных значений в конструкциях, опирающихся на основание, следует ожидать появление трещин. Однако не всегда при этом наступает аварийное состояние конструкций зданий и сооружений. Во многих случаях происходит лишь нарушение нормальных условий эксплуатации.
|
|
|
Естественное основание, если исключить стихийные бедствия (землетрясение, оползни), может прийти в аварийное состояние в случаях, когда:
- при проектировании здания или сооружения неправильно оценены прочностные и деформативные свойства грунтов основания;
- нарушена технология котлованных работ;
- допущено замораживание пучинистых грунтов;
- нарушены правила эксплуатации зданий и сооружений.
В качестве примера, когда нарушение естественной структуры грунтового основания привело к аварийному состоянию части надземных конструкций можно привести возведение жилого пятиэтажного крупнопанельного дома в Ленинградской области. При отрывке котлована была повреждена водопроводная магистральная труба, и часть котлована, отрытого в суглинке, долгое время была залита водой, что привело к сильному переувлажнению грунтов. После возведения здания произошло выпирание грунтов из-под подошвы фундаментов с разрушением пола подвала. Три секции дома, построенные на разжиженном грунте, просели и оторвались от двух ранее возведенных секций. Ширина трещин вверху здания достигла 4 см (рис. 1). Армированный пояс, предусмотренный проектом в связи с неоднородностью основания, при этом разорвался. В целом это здание нельзя было признать аварийным, так как деформации основания стабилизировались и обрушения здания не произошло.
Рис. 1. Схема деформации крупнопанельного жилого дома при сильной неравномерной деформации грунтового основания в результате его замачивания:
1 - скальный грунт; 2 - суглинок; 3 - поврежденная водопроводная труба; 4 - трещина.
Аварийным в этом случае можно считать состояние стеновых панелей в зоне трещин, так как были нарушены связи панелей друг с другом и появились трещины в простенках.
Примером достижения аварийного состояния надземных конструкций в результате промораживания пучинистых грунтов могут служить деформации надземной части двухэтажного кирпичного жилого дома в период строительства в Пушкине под Ленинградом. Строительство дома велось в зимний период. Окна подвала не были остеклены. Засыпанный в подвал керамзитовый гравий прикрыл основания фундаментов у наружных стен. Внутренние продольные стены имели фундамент, заглубленный относительно пола подвала всего на 50 см. Грунт под этими стенами промерз, произошло его пучение. В результате дом раскололся вдоль на две части. Ширина трещины на верху торцевых стен достигла 8...10 см. В данном случае дом в целом не находился в аварийном состоянии. Только участие продольных внутренних стен под перемычками можно было считать аварийным, и так как при дальнейшем развитии деформаций пучения появлялась возможность обрушения перемычек и перекрытий, опертых на них. После восстановления в летнее время жесткости стен путем установки тяжей и заделки трещин, а также утепления подвала к следующей зиме следов последствий морозного пучения основания не осталось. Если бы здание осталось с неутепленным к следующей зиме подвалом, то вполне реально появилась бы опасность обрушения участков стен.
|
|
|
При реконструкции здания часто устраивают эксплуатируемые технические подвалы вместо существующих ранее полупроходных подполий. При этом обычно углубляют подвал так, что расстояние между подошвой фундамента и поверхностью пола подвала составляет менее 50 см, а иногда подошва оказывается и выше пола подвала.
В последнем случае всегда наступает аварийное состояние грунтового основания. Если отметка пола подвала приближается к отметке подошвы фундамента на расстояние менее 50 см, то необходимо сделать расчет основания по несущей способности (по первой группе предельных состояний), т.е. проверить основание на возможность выпирания грунтов из-под подошвы фундаментов.
3. Признаки аварийного состояния фундаментов
Аварийное состояние фундаментов наступает из-за неудовлетворительной работы грунтового основания или из-за недостаточной прочности тела фундаментов.
При неудовлетворительной работе грунтового основания в фундаменте образуются сквозные трещины, они обычно сильно раскрыты, редко расположены, пересекают фундамент по всей высоте и заходят в стены.
Эти трещины не всегда приводят к аварийному состоянию надземных конструкций. Трещины вызывают перераспределение усилий по длине фундаментов, что может привести к перегрузке отдельных участков фундаментов и их разрушению. Это обычно сопровождается и местными разрушениями тела фундамента у перемычек над проемами. В местах перегрузки образуются слабо раскрытые часто расположенные вертикальные трещины и наблюдается вертикальное расслоение тела фундамента. Последнее определяется при простукивании вертикальных поверхностей фундаментов. В местах расслоения звук при простукивании глухой. Такое состояние участков фундаментов следует считать аварийным.
При недостаточной прочности тела фундаментов в них также появляются часто расположенные слабо раскрытые трещины и наблюдается вертикальное расслоение. Это аварийное состояние.
Появление трещин в стенках фундаментов стаканного типа под отдельные колонны, отсутствие должного омоноличивания стыка колонны с фундаментом следует признать аварийным состоянием фундамента, так как в этом случае не обеспечивается предусмотренная проектом заделка колонны в фундаменте, что приводит к увеличению усилий в отдельных элементах каркаса. В практике обследования имеется случай, когда в полностью смонтированном двухэтажном каркасном здании заделка колонн в фундамент осуществлялась только с помощью временных деревянных клиньев без бетона омоноличивания.
При реконструкции здания, когда производят углубление подвалов, не всегда обращают внимание на конструкцию фундаментов. В домах постройки прошлых веков часто нижняя часть фундамента выполнялась из камней округлой формы в распор со стенками траншеи без применения связующего раствора. Углублять пол при этом ниже верха такой кладки недопустимо.
При реконструкции двухэтажного дома в Ленинградской области, имевшего подобный фундамент, вместо полупроходного подполья решили сделать эксплуатируемый подвал. При этом на большую высоту обнажили кладку из камней округлой формы. Камни начали выпадать из кладки фундамента. Стены, опирающиеся на этот фундамент, получили большие деформации, перекрытия просели, перегородки упали. Вовремя не были приняты меры для укрепления стен и фундаментов, участки стен начали обрушаться, и здание пришлось разобрать полностью. В данном случае первый же вывалившийся из фундамента камень был достаточно достоверным признаком аварийного состояния фундамента. От момента вывала первых камней до обрушения стен прошло несколько лет.
4. Признаки аварийного состояния железобетонных конструкций
В соответствии с положением норм проектирования железобетонных конструкций #M12293 0 854900921 24887 3704477087 78 23943 23941 26456 2100487683 4/35/#S предельное состояние по прочности наступает в сечении сжатых, сжатоизогнутых и изгибаемых железобетонных элементов тогда, когда деформации в наиболее сжатых волокнах достигают предельных значений. Это считается разрушением сечения элемента. В полностью растянутых сечениях предельное состояние наступает тогда, когда напряжение в арматуре достигает расчетных сопротивлений арматуры растяжению.
В статически определяемых изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементах при больших эксцентриситетах достижение напряжений в растянутой арматуре значений расчетных сопротивлений (физического или условного предела текучести) неминуемо приведет к разрушению сечения элемента при небольшом увеличении нагрузки.
В статически неопределяемых элементах в этом случае произойдет образование пластического шарнира, что вызовет перераспределение усилий между опорными и пролетными сечениями элемента.
Отсюда можно сделать вывод, что появление текучести в растянутой арматуре статически определяемых элементов является аварийным состоянием (рис. 2). В статически неопределяемых конструкциях предельное состояние наступает тогда, когда начнет разрушаться сжатая зона бетона (рис. 3). О достижении растянутой арматурой предела текучести можно судить по ширине раскрытия трещин на уровне арматуры.
Рис. 2. Схема трещин в статически определяемом изгибаемом железобетонном элементе:
1 - нормальная трещина, в которой арматура достигла предела текучести; 2 - наклонная трещина;
3 - продольная трещина в сжатой зоне элемента.
Рис. 3. Схема трещин в растянутой и сжатой зонах в статически неопределяемом
изгибаемом железобетонном элементе:
1 - нормальные трещины; 2 - наклонные трещины; 3 - продольные трещины в сжатой зоне элемента.
Если пренебречь растяжимостью бетона, то раскрытие трещин будет равно абсолютному удлинению арматуры на участке между трещинами
(1)
где 
- среднее значение относительное деформации арматуры на участке между трещинами
. (2)
Здесь 
- отношение средних относительных деформаций на участке между трещинами к относительным деформациям арматуры в сечении с трещиной 
. Ориентировочно можно принять = 0,9.
Относительные деформации арматуры при достижении предела текучести 
можно принять для арматуры, имеющей физический предел текучести:
из стали класса А-I = 0,0011;
из стали класса А-II = 0,0019;
из стали класса А-III = 0,0028.
Для арматуры, не имеющей физического предела текучести, относительные деформации при достижении условного предела текучести можно вычислить по формуле
, (3)
где 
- напряжение в предварительно-напряженной арматуре при напряжении в бетоне равном нулю с учетом всех потерь.
Для ориентировочных расчетов можно принять 
Тогда для арматуры из стали класса А-IV 
= 0,0032; класса A-V = 0,0037; класса B-II = 0,0048; класса К-7 = 0,0037.
При таком подходе к решению поставленной задачи раскрытие трещин, соответствующее достижению предела текучести в арматуре, можно представить в виде следующей таблицы.
Таблица 1
Раскрытие трещин 
при достижении
в арматуре предела текучести, мм
| #G0Классы стали | Расстояние между трещинами  ,мм
| ||||
| A-I | 0,06 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,3 |
| A-II | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
| A-III | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
| A-IV | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,6 | 0,7 |
| A-V | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| A-VI | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,9 | 1,1 |
| B-II | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,9 | 1,1 |
| Bp-II | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
| K-7 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
Таким образом, чтобы судить о том, достигла ли арматура предела текучести, нужно знать не только раскрытие трещин, но и расстояние между ними. Следует обратить внимание на то, что при малых расстояниях между трещинами текучесть в арматуре будет наблюдаться при раскрытии трещин значительно меньшем, чем предусмотрено Нормами #M12293 0 854900921 24887 3704477087 78 23943 23941 26456 2100487683 4/35/#S из условия сохранности арматуры от коррозии.
При выяснении вопроса о достижении предела текучести в напряженной арматуре (поперечных стержнях, хомутах), учитывая, что наклонные трещины обычно располагаются под углом 45° к оси элемента, значение раскрытия трещин в табл. 1 следует умножить на коэффициент 0,7. За расстояние между трещинами в этом случае следует принимать расстояние по перпендикуляру к оси элемента между двумя соседними трещинами или (если трещина одна) длину поперечного стержня.
О достижении предельных деформаций в сжатой зоне бетона судят по появлению трещин, параллельных оси элемента (рис. 2 и 3), и отслоению в этой зоне лещадок.
Если наклонная трещина у свободной опоры элемента выходит на растянутую грань и раскрытие трещины превысило 0,5 мм, то это свидетельствует о том, что произошло продергивание продольной арматуры на опоре. Если одновременно появились продольные трещины в бетоне над концом наклонной трещины, то наступило аварийное состояние конструкции в связи с ее разрушением по наклонному сечению (рис. 4).
Трещины в бетоне вдоль продольной растянутой арматуры могут образоваться по следующим причинам:
- коррозия арматуры, сопровождающаяся увеличением ее диаметра;
- выпрямление арматурных стержней, первоначально имеющих изгиб;
- продергивание арматуры на свободной опоре.
Рис. 4. Схема разрушения железобетонного элемента по наклонному сечению
из-за продергивания арматуры на свободной опоре:
1 - продольные трещины в сжатой зоне элемента; 2 - наклонная трещина;
3 - продольная растянутая арматура; 4 - поперечная арматура.
Во всех трех случаях нарушается сцепление арматуры с бетоном, что увеличивает деформативность элемента и снижает его несущую способность. Об аварийном состоянии элемента можно говорить в том случае, если при этом раскрытие нормальных и наклонных трещин превышает указанные в табл. 1 и имеются продольные трещины с образованием лещадок в сжатой зоне бетона.
При коррозии высокопрочной арматуры в предварительно напряженных железобетонных конструкциях появляется опасность внезапного хрупкого разрушения конструкции из-за обрыва арматуры. Поэтому наличие коррозии высокопрочной арматуры является признаком аварийного состояния конструкции.
Продольные трещины вдоль сжатой арматуры свидетельствуют о том, что либо произошла коррозия арматуры, либо ее стержни начали терять устойчивость из-за чрезмерно большого расстояния между поперечной арматурой (рис. 5). В обоих случаях происходит снижение несущей способности элемента не только за счет изменения усилий, воспринимаемых сжатой арматурой, но и за счет уменьшения сжатой зоны бетона. Такое состояние является аварийным.
Рис. 5. Схема разрушения в сжатой зоне бетона при потере устойчивости стержнями сжатой арматуры:
1 - продольная сжатая арматура; 2 - поперечная арматура.
Наличие трещин в консоли колонны обычно является признаком большой перегрузки консоли и грозит обрушением конструкции, опирающейся на нее. Поэтому колонна с трещинами в консолях является аварийной. Отклонение колонны от вертикали, допущенное в процессе монтажа, не всегда служит показателем ее неудовлетворительной работы. При надежной связи отклонившейся колонны с перекрытиями и хорошим омоноличиванием последних ее деформация в горизонтальном направлении возможна только при деформации всего температурно-усадочного блока, т.е. дополнительное усилие от наклона колонны будет распределяться между всеми колоннами температурно-усадочного блока #M12293 0 854900921 82 3017004698 4294967262 4294967278 1682574563 3548211643 4207812853 3923442195/6#S, #M12293 1 854900921 83 3017004698 4294967262 4294967278 1682574563 3417871211 3923442195 42078128537#S, #M12293 2 854900921 24256 3017004698 4294967262 4294967278 3421341111 487633269 377006900 193785974312#S, #M12293 3 854900921 24258 3017004698 4294967262 4294967278 3942947973 3983347623 1809911418 166800278414/#S.
Если же отклонение колонны от вертикали произошло в процессе эксплуатации здания и сопровождается неравномерной осадкой фундаментов, то это может свидетельствовать о приближении аварии здания и требует немедленного освидетельствования состояния всех примыкающих к отклоненной колонне конструкций. Нарушение целостности стыков сопряженных элементов является признаком аварийного состояния отклонившейся конструкции и элементов, опирающихся на нее.
В процессе эксплуатации здания или сооружения железобетонные конструкции могут получить различные повреждения. Чаще всего повреждения бывают механического или физико-химического характера.
В результате механических ударов по поверхности конструкции могут произойти местные повреждения бетона и арматуры. Сколы бетона наиболее опасны в сжатой зоне элемента. При ударе возможны повреждения арматуры в виде ее деформации или уменьшения размеров поперечного сечения.
Если при ударе образовалось искривление арматурного стержня с отслоением защитного слоя, то происходит снижение предельного усилия, которое может воспринять деформативный стержень.
В растянутом стержне предельное усилие можно вычислить #M12293 4 854900921 82 3017004698 4294967262 4294967278 1682574563 3548211643 4207812853 3923442195/6#S, #M12293 5 854900921 24261 3017004698 4294967262 4294967278 3942947973 3497635524 1001152434 138885935517#S, #M12293 6 854900921 24263 3017004698 4294967262 4294967278 2720363925 2506439725 1005133531 115995720519#S, #M12293 7 854900921 24568 3017004698 4294967262 4294967278 1682574563 1005133531 1159957205 420/#S по формуле
, (4)
где - 
- относительное значение предельного усилия в стержне с учетом наличия искривления, которое можно определить по графику на рис. 6 в зависимости от относительного значения стрелки искривления 
;
- радиус поперечного сечения искривленного стержня.
В сжатом стержне при потере его связи с бетоном предельное усилие можно вычислить как в стальном внецентренно сжатом элементе по формуле
, (5)
где 
- коэффициент, определяемый по табл. 74 #M12293 0 854900921 24889 3704477087 1888825905 157871915 1159957204 4294967272 2558376574 2392261209/37/#S в зависимости от приведенного относительного эксцентриситета 
и условной гибкости 
.
Значение вычисляется по формуле
, (6)
где 
- коэффициент формы сечения, который можно принять равным 1;
- относительный эксцентриситет, определяемый по формуле
. (7)
Рис. 6. Зависимость относительного усилия 
в стержне
от относительного эксцентриситета .
Условная гибкость вычисляется по формуле
, (8)
где 
- шаг поперечной арматуры.
Если при ударе образовалось повреждение арматурного стержня, приведшее к снижению размера его поперечного сечения без потери связи арматуры с бетоном, то предельное значение в поврежденном растянутом или сжатом стержне можно вычислить по формуле
, (9)
где 
- коэффициент, характеризующий степень снижения прочности поврежденного арматурного стержня, значение которого можно определить по графику на рис. 7, в зависимости от относительной глубины повреждения стержня 
;
- коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений у места повреждения стержня;
. (10)
Рис. 7. Зависимость степени снижения прочности арматурного стержня 
от относительной глубины повреждения
Если арматурный стержень при ударе получил одновременно и искривление с потерей связи с бетоном, и дефект в виде уменьшения размера поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, то в растянутом стержне предельное усилие можно определить из выражения
. (11)
В сжатом стержне в этом случае происходит снижение усилия 
в зависимости от стрелки искривления и глубины повреждения стержня. Ориентировочно значение для сжатого стержня можно получить из выражения
. (12)
Вычислив несущую способность элемента с учетом предельного расчетного усилия в поврежденном арматурном стержне, сравнив ее с расчетным усилием в элементе и учтя наличие и характер трещин в бетоне, принимают решение о возможности признания конструкции аварийной.
Проведенные эксперименты показали, что при наличии одностороннего повреждения растянутой арматуры, разрушение железобетонных элементов происходит с разрывом поврежденной арматуры при относительно небольших деформациях элементов. Отсюда следует вывод: односторонние повреждения растянутой арматуры свидетельствуют об аварийном состоянии железобетонной конструкции.
При воздействии агрессивной среды происходит изменение прочности бетона, местное его разрушение, коррозия арматуры.
Если при повреждении железобетонных конструкций появляются рассмотренные выше признаки, свидетельствующие о большой их перегрузке (трещины, отслоение лещадок в сжатой зоне элементов и др.), то поврежденные конструкции следует считать аварийными.
В некоторой технической литературе предлагается относительный прогиб обычных изгибаемых железобетонных элементов, превышающий 1/150 пролета, считать признаком аварийного состояния конструкции.
В других источниках, например в #M12293 0 854900921 24577 2998474676 3464 3359284009 3053825567 4 1658197534 1005133531/29/#S, аварийное состояние конструкции предлагается считать при относительном изгибе, большем или равном 1/50.
Однако сам по себе большой прогиб железобетонных элементов свидетельствует лишь о их малой изгибной жесткости.
О близости к аварийному состоянию изгибаемых железобетонных элементов можно судить по значениям относительного прогиба, соответствующим достижению предельного состояния по прочности, который определяется по формуле
, (13)
где 
- коэффициент, зависящий от расчетной схемы изгибаемого элемента;
- предельный изгибающий момент, который может воспринять нормальное сечение элемента при достижении предельного состояния первой группы;
- изгибная жесткость элемента.
Для прямоугольного сечения с одинарной арматурой
, (14)
где 
- коэффициент армирования
. (15)
При кратковременном нагружении значение можно вычислить по формуле
, (16)
а при длительном воздействии нагрузки и относительной влажности воздуха 
. (17)
После подставки (14) и (16) в уравнение (13) получаем
, (18)
а после подставки (14) и (17) в уравнение (13) имеем
(19)
Так как прогиб изгибаемых элементов отсчитывается от прямолинейной оси элемента, то в предварительно напряженных балках из значения относительного прогиба, подсчитанного по формуле (18), следует вычесть относительный выгиб от кратковременного действия усилия предварительного обжатия 
, подсчитанный по формуле
, (20)
а из значения относительного прогиба, подсчитанного по формуле (19) вычесть еще и дополнительный относительный выгиб от усадки и ползучести бетона, определяемый из выражения
, (21)
где 
и 
- относительные деформации бетона от усадки и ползучести на уровне соответственно растянутой арматуры и наиболее сжатой грани сечения, вычисляемые по Нормам #M12293 0 854900921 24887 3704477087 78 23943 23941 26456 2100487683 4/35/#S.
Если относительный прогиб элемента превышает значения, вычисленные по формулам (18) и (19), но трещины в растянутой зоне раскрыты не более, чем приведенные в табл. 1, и отсутствуют признаки разрушения сжатой зоны, то следует считать состояние конструкции предаварийным.
При раскрытии трещин в растянутой зоне больше приведенных в табл. 1 и наличии признаков начала разрушения сжатой зоны бетона состояние конструкции следует считать аварийным.
На рис. 8 представлена зависимость относительного прог
|
|
|
