технологии строительства

Гроздов В.Т. Дефекты строительных конструкций и их последствия - Дефекты сборных железобетонных колонн, вызванные недоработками при проектировании и ошибками при их изготовлении

Скачать книгу с рисунками и таблицами - нажмите сюда

4. ДЕФЕКТЫ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН

Хотя в настоящее время строительство зданий и сооружений с применением сборных железобетонных конструкций резко сократилось, изучение их дефектов не потеряло актуальности, так как большинство этих зданий и сооружений реконструируется.

4.1. Дефекты сборных железобетонных колонн, вызванные недоработками при проектировании

Местом сосредоточения наибольшего количества дефектов сборных железобетонных колонн является стыки элементов колонн друг с другом и с ригелями. Избежать появление этих дефектов можно во многих случаях еще на стадии проектирования, если учесть реальные условия изготовления и монтажа каркаса.
Первые стыки колонн в каркасах как серии ИИ-20, так и серии ИИ-04 осуществлялись с помощью металлических сварных оголовников. Продольная арматура колонн в этих стыках сваривалась с металлическими оголовниками, стыки имели стальные центрирующие пластинки. Соединение оголовников производилось путем приварки к ним отрезков арматурной стали. Стыки оказались весьма надежными и обеспечивали полуторный запас прочности по сравнению со стволом колонны.
Стыке металлическими оголовниками позволял в процессе монтажа осуществлять простой контроль за качеством сварочных работ, легко исправлять дефекты монтажа в случав занижения отметки верха ниже расположенной колонные. Арматурный каркас колонны, приваренный к стальным оголовникам, не требовал строгой фиксации в опалубке в процессе изготовления колонны. Однако этот тип стыка обладал существенными недостатками. Одним из основных недостатков является большой расход металла на стык колонн, а также большой объем сварочных работ при монтаже. Непараллельность торцов оголовников соседних элементов колонн приводила к передаче нормального
усилия через край центрирующей пластинки, что значительно ухудшало условия работы стыка. Передача же нормального усилия через всю центрирующую пластинку в этом случае вызывала отклонение оси колонны от вертикали.
Стык колонн с металлическими оголовниками был в дальнейшем заменен на железобетонный стыкованной сваркой выпусков продольной арматуры (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Стыки колонн до замоноличивания серий (а — 1.420- 12; б — 1.020-1): 1 — выпуски арматуры колонны; 2 — закладная деталь; 3 — листовая прокладка; 4 — рихтовочная пластинка; 5 — хомут (вид сбоку показан условно); 6 — бетонный выступ (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

В стыках промышленного каркаса серии 1.420-12 устраиваются две ниши на всю ширину колонны (рис. 4.1 а). Предусматривается рихтовочная пластинка и листовая прокладка. Перед заполнением ниш бетоном ставится дополнительный хомут. Концы колонн усилены поперечными сетками.
В каркасах межвидовой унифицированной серии 1.020-1 в стыке колонн расположены четыре угловых ниши. Вместо стальных центрирующих прокладок предусмотрены бетонные выступы (рис. 4.16). Концы колонн армированы поперечными арматурными сетками. При качественном выполнении стыка его прочность превышает прочность ствола колонны.
Однако и этому типу стыка присущи серьезные недостатки [16]. Для возможности выполнения ванной сварки выпусков арматуры колонн несоосность выпусков должна быть не более 0,05d (1...2 мм при диаметре d = 20...40 мм). Такой точности расположения выпусков арматуры относительно опалубки (а именно по поверхности колонн выверяется их монтаж) можно добиться только при жесткой фиксации арматуры в опалубке. К сожалению, в типовых проектах каркасных зданий не разработаны вопросы фиксации арматуры в опалубке.
Предполагается, что это должно выполняться технологами на заводах железобетонных изделий. Однако практика строительства показала, что эти вопросы на заводах не решаются должным образом, поэтому происходят смещение арматуры, которые делают невозможным ванную сварку выпусков арматуры.
Представляется целесообразным в чертежах типовых изделий давать несколько возможных вариантов фиксации стержней в проектном положении (удлиненные поперечные стержни каркасов, прокладки, жесткие связи между продольными арматурными стержнями, натягиваемые кондукторные проволоки и т.п.).
В колоннах каркасов серии 1.020-1 наличие бетонных выступов на торцах колонн нельзя признать удачным. Как показали обследования, в большинстве колонн еще до монтажа бетонные выступы были частично или полностью разрушены. Вероятнее всего эти выступы обламываются еще при распалубке. Прочность стыка колонн с разрушенными бетонными выступами снижена и является недостаточной в процессе монтажа, когда омоноличивание стыков производят после монтажа двух этажей каркасного здания.
Предусмотренная проектом чеканка цементным раствором зазора между торцами колонн на стройках обычно заменяется простым заполнением бетоном при бетонировании угловых ниш, что снижает несущую способность стыка. Монолитный бетон, укладываемый в ниши летом часто пересушивается, а зимой подвергается раннему замораживанию.
Из сказанного можно сделать вывод, что проектное решение стыка колонн в каркасной серии 1.420-12 и 1.020-1 далеко не совершенно и служит предпосылкой для появления многих дефектов при изготовлении и монтаже колонн.
В зданиях с мостовыми кранами и напольным транспортом колонны получают ударные воздействия по углам и боковым поверхностям, вызывающие скол защитного слоя бетона и повреждение их арматуры. В этих зданиях уже на стадии проектирования необходимо предусмотреть защиту колонн стальными уголками (обоймами).

4.2. Дефекты сборных железобетонных колонн, вызванные ошибками при их изготовлении

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

Уменьшение количества стержней и их диаметра или применение менее прочной стали без соответствующего увеличения сечений арматуры приводиткснижению прочности колонн. Это снижение прочности тем сильнее, чем с большим эксцентриситетом приложено продольное усилие. В связи с этим в колоннах крайних рядов при одинаковом уменьшении армирования обычно происходит большее снижение прочности, чем в колоннах средних рядов.
Увеличение шага поперечных стержней (хомутов) по сравнению с проектом может привести к потере устойчивости продольной арматуры и разрушению колонны.
Применение укороченных по сравнению с проектом арматурных каркасов или смещение их вдоль оси колонны может привести к невозможности выполнения ванной сварки выпусков арматуры в стыках элементов колонны, так как зазор между стержнями будет больше допустимого.
Уменьшение прочности бетона снижает прочность колонн. При этом снижение прочности тем больше, чем меньше эксцентриситет приложение продольного усилия и чем меньше коэффициент армирования. Смещение из проектного положения или пропуск закладных деталей в колоннах а также несоосность выпусков арматуры в стыках и узлах приводит к невозможности нормального присоединения к колоннам ригелей, подкрановых балок, стеновых панелей, связей.
Уменьшение толщины защитного слоя бетона может снизить долговечность колонн, особенно при эксплуатации их во влажной и агрессивной среде. Несоблюдение проектной толщины защитного слоя бетона обычно вызывается смещением арматурного каркаса из проектного положения при бетонировании, что создает дополнительный эксцентриситет в приложении продольных усилий (из-за перемещения физической оси) и снижает прочность колонны.
Отклонение геометрических размеров колонн от проектных затрудняет нормальный монтаж элементов каркаса (соблюдение горизонтальности балок и плит перекрытий, подкрановых балок, выполнение сопряжений колонн с ригелями и связями и т.п.). Уменьшение поперечных сечений колонн приводит к снижению их прочности.
Трещины в колоннах могут появляться при повышенном водоцементном отношении из-за укладки бетона, нарушения режима тепловой обработки, в результате слишком ранней или неправильной распалубки, несоблюдения правил складирования. Существенным недостатком изготовления сборных железобетонных элементов, ведущим к образованию трещин, является применение для бетонов цементов с повышенной усадкой. Продольные усадочные трещины могут снизить прочность колонн.
Нормальные трещины, кроме усадочных, если они появились в зоне, которая будет сжата при эксплуатационных нагрузках, впоследствии закрываются они мало сказываются на прочности колонн, однако при этом происходит снижение изгиб- ной жесткости элемента, что отрицательно сказывается на пространственной работе каркаса здания.
Одним из существенных дефектов является откол бетонных выпусков на торцах колонн в каркасах серии 1.020-1, о чем было уже сказано выше. Отколы, раковины и каверны уменьшают прочность нормальных и наклонных сечений колонн, способствуют продергиванию арматуры в бетоне и ее коррозии.

< Назад | К содержанию книги | Вперед >

Скачать книгу с рисунками и таблицами - нажмите сюда

пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ

При копировании информации обязательны прямые ссылки на страницы сайта.
Все книги являются собственностью их авторов и служат исключительно для ознакомления.
При скачивании Вы обязуетесь удалить их в течении 24 часов.

© СтройКниги, 2010. © Дизайн и програмирование от студии "ПСГ".