Основные принципы нормирования – обеспечения – контроля – поддержания и восстановления параметров эксплуатационных качеств зданий.

Здания и сооружения возводятся для вполне определенных целей, поэтому им придают обосно­ванные размеры, прочность, звуко- и теплоизоля­цию и др. Под эксплуата­ционными качествами конструкций зданий и соору­жений в целом понимается их всесторонняя характе­ристика, отвечающая требованиям протекающего в них процесса и внешних воздействий. Каждая конструкция, а тем более здание, харак­теризуется системой эксплуатационных качеств. Для стен зданий важны такие эксплуатацион­ные качества, как несущая способность, влажность материала и теплозащита, герметичность, звукоизо­ляция и др. Таким образом, эксплуатационные качества конструкций и зданий являются определяющими в обеспечении сроков их службы.

Параметры эксплуатационных качеств – количественно выраженные значения технических, объемно-планировочных, санитарно-гигиенических, экономических и эстетических характеристик здания и отдельных его элементов.

Комплекс параметров эксплуатационных качеств (ПЭК) необходимо задать, обеспечить, поддерживать.

Комплекс ПЭК

Рациональность     Комфортность

Экономичность  Капитальность Безопасность

по единовр. затр.   долговечность пожаробезопасность по экспл. затр.  огнестойкость      взрывобезопасность

прочность

устойчивость

защита от природных явлений

Функциональность     Гигиеничность

обеспечение необход.        зрительный,

ресурсами и инжен.           звуковой комфорт

оборудованием                 экологичность

необх. организация           гигиеничность

внутр пространства              тепловой режим

Предложенная система научно обоснованных па­раметров эксплуатационных качеств (ПЭК), кото­рая для каждого типа зданий отрабатывается НИИ, закладывается в нормы. На их основании разраба­тываются проекты зданий, материализуемыев ходе строительства. Руководствуясь значениями ПЭК, контролируют качество строительства, осуществля­ют приемку зданий в эксплуатацию, организуют техническое обслуживаниеи ремонт, чтобы обеспечить их использование по назначению в течение не менее расчетного срока. ПЭК можно объединить в две группы:

ª физико-технические параметры;

ª параметры технологического соответствия назначению данного сооружения.

 Методы обеспечения эксплуатационных качеств, долговечности и надежности зданий и сооружений:

ü Теоретическое обеспечение значений ПЭК элементов зданий и сооружений (анализ опыта эксплуатации, теоретические и лабораторные исследования по обоснованию ПЭК)

ü Проектное обеспечение ПЭК здания (использование наиболее совершенных методик расчета элементов зданий, объемно-планировочных решений для достижения нормативных значений ПЭК)

ü Производственно-строительная материализация ПЭК здания (строгий контроль изготовления и монтажа конструкций)

ü Сравнение нормативных и фактических значений ПЭК при приемке здания в эксплуатацию (использование диагностики, экспресс-методов для определения фактических значений ПЭК принимаемого в эксплуатацию здания)

ü Поддержание ПЭК здания на заданном уровне (периодический контроль ПЭК, сравнение фактических значений с нормативными).

Параметры эксплуатационных качеств должны учитываться как основные на всех этапах: разработки проектов, изготовления конструкций на заводах, в ходе строительства, при приемке в эксплуатацию и в процессе самой технической эксплуатации. Обобщенные эксплуата­ционно-технические характеристики надежности со­оружений:

© вероятность безотказной работы,

© коэф­фициент готовности 

© характеристика ремонтопри­годности.

В отличие от параметров эксплуата­ционных качеств, которые характеризуют индивидуальные качества конкрет­ного элемента, обобщенные эксплуатационно-техни­ческие характеристики (ОЭТХ) количественно учи­тывают и оценивают качество сооружения в системе его взаимодействия с другими подсистемами.

 

 

Старение и износ конструктивных элементов зданий, особенности развития их повреждений при силовых и не силовых (агрессивных) воздействиях

Старение – процесс изменения физико-химических свойств материалов конструктивных элементов зданий при их длительной естественной выдержке. Эти изменения происходят под воздействием многих физи­ко-механических и химических факторов. К ним относятся неод­нородность материалов, повышение напряжений, приводящие к микроразрывам в материале, попеременное увлажнение и высу­шивание, периодические замораживания и оттаивания, резкие перепады температур, воздействие солей и кислот, выщелачива­ние, коррозия металла, загнивание древесины, истирание конст­рукций и т. п. Происходят постепенные изменения структуры и свойств материалов.

Так же старение происходит в результате воздействия окружающей среды, атмосферных осадков и механических нагрузок. Старение предшествует, а в конечном итоге способствует повреждению конструктивных элементов зданий. Оно носит необратимый характер. Разрушение происходит в местах наиболее опасных дефектов и концентрации напряжения.

Износ материалов – изменение размеров, формы, массы, состояния поверхности конструктивных элементов вследствие остаточных деформаций от действующих нагрузок и коррозионных процессов.

Вследствие старения и износа наступает повреждение и разрушение конструктивных элементов.

Различают несколько видов развития повреждений и разрушений:

1. обусловлено чрезмерными статическими и динамическими нагрузками, вызывающими значительное напряжение в материалах, превышающее расчетное значение сопротивле6ния материалов.

Повреждение конструктивных элементов – начальная стадия разрушения элементов, проявляющаяся как потеря ими своих первоначальных свойств (эксплуатационных качеств), обусловленная воздействием эксплуатационных факторов.

Дефект – отдельное несоответствие конструктивных элементов определенным параметрам, установленным нормами или проектом.

2. обусловленное воздействием агрессивной среды (коррозия)

Классификация агрессивной среды:

По агрегатному состоянию:

Ø Газовые

Ø Жидкие (растворы кислот, щелочей, солей, нефтепродукты)

Ø Твердые (грунт, отложение пыли)

Ø многофазные

По характеру воздействия:

Ø Сильно агрессивные (жидкие и газовые среды в производственных помещениях химических предприятий)

Ø Средне агрессивные (атмосферный воздух повышенной влажности с агрессивными примесями)

Ø Слабо агрессивная (чистый атмосферный воздух с повышенной влажностью)

Ø Неагрессивная (чистый сухой атмосферный воздух)

3. обусловленное совместным воздействием окружающей среды и механических нагрузок.

Классификация повреждений по вызывающим их причинам:

z Воздействия внешних факторов:

- природных (атмосферных, климатических, грунтовых, сейсмических, биологических)

- искусственных (техногенных, вибрационных, механических нагрузок и воздействий, блуждающих токов, взрывов)

z Воздействие технологических факторов:

- агрессивных выделений производственных процессов (газов, пара, влаги)

- технологических загрязнений (водные, эмульсии)

- механических воздействий (нагрузки, вибрации, удары)

z Проявление дефектов при проектировании и строительстве:

- потеря прочности и устойчивости

- повреждения ограждающих конструкций

- повреждения второстепенных элементов

z Нарушение правил эксплуатации:

- нарушение правил использования

- несвоевременные, некачественные ремонты.

Процессы, разру­шающие строительные материалы вследствие внешнего воздейст­вия, называются эрозией и коррозией.

Эрозия — процесс размыва водой, истирание песком или пылью поверхности конструкции и строительных грунтов. (Размыв по­верхности кровли и стен стекающей водой, истирание фасадов зданий песком или пылью. Наибольшую опасность представляет эрозионное воздействие грунтовых вод на основание под здания.)

Коррозия — процесс разрушения строительных материалов вследствие воздействия физико-химических явлений. Строитель­ные материалы и конструкции подвержены коррозии на воздухе, под водой и в грунте. В зависимости от этого возникают разные виды коррозии. На поверхности причиной коррозии является проникновение в поры и гигроскопические трещины строительных конструкций водяного пара.

При колебаниях температуры от плюсовой до минусовой вода в порах замерзает, разрушая структуру материала. Растворы со­лей, находящиеся на поверхности конструкций, проникают в по­ры и трещины. Вследствие испарения воды соль кристаллизуется, действуя на структуру материала подобно замерзшей воде, что приводит к разрушению конструкции.

Разрушение наружных поверхностей кирпичных стен, назы­ваемое выветриванием, происходит под влиянием многих факто­ров: перемены температуры, действия ветров, чередующихся увлажнением и высыханием, замерзанием воды в порах.

Другой причиной разрушения коррозией строительных мате­риалов является окисление. Этот процесс происходит обычно в присутствии воды и вызывает дополнительно гидратацию и уве­личение объема материала.

В водной среде также протекают процессы коррозии строите­льных материалов, причем их вид и интенсивность зависят от химических свойств воды.

К наиболее активным средам, вызывающих ускоренный износ конструкций, относятся:

-солнечная радиация. Радиация, падающая на конструкцию, частично поглощается материалом, повышая его температуру, частично отражается. Бетонные, каменные, силикатные конструкции состоят из веществ, имеющих неодинаковую кристаллическую структуру и обладающих анизотропностью физических свойств в разных направлениях при наложении энергетического поля. Поэтому действие солнечной радиации вызывает значительные напряжения в теле конструкций, связанные с радиационной амплитудой;

-атмосферная среда—наличие в воздухе различных примесей, смена положительных и отрицательных температур, ветер, осадки в виде дождя и снега, ультрафиолетовые лучи, озон. К природным загрязнителям атмосферы относятся: пыль от эрозии почвы и горных пород; пыль растительного, вулканического и космического происхождения; капельно-жидкая вода (туман) и частицы морской соли; вулканические газы; газы от пожаров; продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Естественные процессы гниения, брожения и разложения органических веществ сопровождаются образованием угольной кислоты, сернистых соединений, метана, органических кислот, аммиака, сероводорода, взаимодействующих со строительными конструкциями;

-капиллярная влага. Чистая вода влияет на износ конструкций как поверхностно-активное вещество или как растворитель. В капиллярах твердого тела жидкость имеет различную плотность из-за растворения материала конструкции. В этом случае наблюдается явление осмоса: переход жидкости из области меньшей плотности в область большей плотности через перегородки капилляров. В теле материала возникает давление, которое тем больше, чем выше температура жидкости в порах и чем меньше объем раствора, создающего давление. Возникновение осмотического давления приводит к напряжениям, которые, в свою очередь, ведут к разрушению материала.

-грунтовая среда. Как известно, горные породы и почвы имеют пористую структуру, заполненную газами и водой. Наибольшее влияние на износ подземных строительных конструкций оказывают находящиеся в грунте метан, тяжелые углеводороды, радон.

Основные процессы разрушения обусловлены действием кислот, выделяемых в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. В благоприятных условиях (высокой относительной влажности воздуха φ = 85%, температуре 20—30°С и застое воздуха) споры прорастают. Наружная оболочка споры разрывается, и из нее начинает расти гифа, невидимая невооруженным глазом. Надежным доказательством начала поражения древесины грибами является присутствие в ней гифов гриба—тонких простых или ветвящихся нитей, из которых формируется тело гриба. В процессе роста гифы сильно разветвляются и образуют первичную грибницу, состоящую из тонкостенных многоклеточных гиф.

Домовый гриб является самым опасным врагом деревянных конструкций. Процесс полного разрушения древесины этими видами грибов может произойти в течение 1—1,5 лет, если конструкция эксплуатируется в благоприятных для развития грибов условиях. Такими условиями являются: влажность не ниже 25%, температура воздуха 18—30°С, слабое проветривание места установки деревянной конструкции, отсутствие освещения.

Понижение и повышение температуры, также как и уменьшение влажности, замедляют рост большинства видов грибков. При температуре ниже 7 и выше 40°С грибки практически перестают развиваться, но не погибают.

Для многих строительных конструкций опасен особый вид грибков—плесень, которая в процессе жизнедеятельности использует для питания наиболее доступные вещества: лакокрасочные материалы, скопление органической пыли на поверхности конструкции и др. Несмотря на то что плесень состоит на 90% из воды, она очень гигроскопична и способна поглощать влагу из атмосферного воздуха;

Техногенные загрязнители атмосферы (сжигание жидкого и твердого топлива в ТЭЦ, выбросы от автотранспорта и промышленных предприятий) в значительной степени влияют на износ строительных конструкций.

Различают начальное разрушение (образование и развитие пор, трещин и других нарушений сплошности) и полное разрушение (разделение тела на две и более частей); хрупкое (без значительной пластической деформации) и пластическое (или вязкое); усталостное, длительное и др. Теория разрушения базируется на физических, механико-математических, структурных и физико-химических объяснениях закономерностей механического разрушения.

По степени разрушения можно выделить три категории повреждений:

•аварийного характера, вызванные дефектами проектирования, строительства, стихийными явлениями—ливнями, снегопадами, затоплением, а также нарушениями правил эксплуатации зданий и сооружений;

•разрушения несущих конструкций, обусловленные внешними и технологическими факторами, нарушением правил эксплуатации. Такие нарушения не являются аварийными и устраняются при капитальном ремонте усилением или заменой;

•разрушения второстепенных элементов (выпадение штукатурки, отдельных плиток облицовки), устраняемые при текущем ремонте.

 

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1069; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!