технологии строительства

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

Скачать книгу с рисунками и таблицами - нажмите сюда

4.3. Дефекты сборных железобетонных колонн, вызванные ошибками при их монтаже

Наиболее часто встречаются следующие ошибки при монтаже железобетонных колонн:
- отклонение оси колонн от вертикали;
- смещение колонн в плане;
- несоблюдение высотных отметок колонн и их консольных выступов;
- неправильное выполнение соединений элементов колонн друг с другом и фундаментом;
- замена ванной сварки на дуговую с накладками в стыках элементов колонн, уменьшение сечения и длины сварных швов, наложение сварных швов с разрывами и раковинами;
- нарушение последовательности монтажа железобетонных элементов каркаса и вертикальных связей;
- омоноличивание стыков колонн бетоном низкого качества, замораживание в раннем возрасте бетона омоноличивания при производстве работ в зимнее время, пересушка бетона омоноличивания в летнее время;
- применение для монтажа колонн с явно выраженными дефектами.

Отклонение от вертикали колонн и смещение их с проектных осей в плане вызывается обычно смещением из проектного положения фундаментов или применением конструкций перекрытий непроектной длины. Типовые решения фундаментов с подколенниками стаканного типа допускают смещение фундамента с разбивочных осей без перемещения колонн из проектного положения не более 50 мм. При большем смещении фундамента подошва колонны уже не может быть расположена в проектном положении, поэтому для возможности нормального опирания конструкций перекрытий колонны при монтаже наклоняются. То же происходит при применении конструкций перекрытий (ригелей, плит) непроектных размеров по их длине. Отклонение колонн от вертикали создает дополнительные эксцентриситеты в приложении продольных сил, вызывает косое внецентренное сжатие (при отклонении колонн из плоскости поперечной рамы), что снижает несущую способность каркаса.
При определении влияния отклонения колонны от вертикали на ее несущую способность нельзя эту колонну рассматривать отдельно. Необходимо учитывать пространственный характер работы каркаса в пределах температурного блока. Для обеспечения пространственной работы каркаса здания важное значение имеет степень монолитности дисков перекрытий и связь их с колоннами.
Ниже приводится методика учета влияния отклонения от вертикали колонн каркасных зданий на усилия в колоннах, основанная на тех же предпосылках, что были рассмотрены при оценке влияния отклонения от вертикали каменных простенков и столбов на их несущую способность, разработанная автором.
Если колонна в пределах этажа отклонена от вертикали на Д1 то вертикальное усилие F, приложенное к верху стойки, можно разложить на две составляющие: наклонную, действующую вдоль оси колонны, F=F/cos в (где в — угол наклона оси колонны к вертикали) и горизонтальную Fh = FtgQ. Из-за малости угла 9 можно принять = Рn в расчетах учитывать только дополнительное горизонтальное усилие Fh. Таким образом, расчет рам с наклонными стойками сводится к более простому расчету эквивалентных рам с вертикальными стойками, к которым приложены дополнительные горизонтальные силы F=FA1/H (где Н — высота этажа). Приложение горизонтальных сил к одной из плоских рам каркаса вызывает смещение всего пространственного каркаса в пределах температурного блока.
Пространственный характер работы каркаса можно учесть, если использовать формулу:

Формулы 4.1, 4.2 (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

По формуле (4.1) вычисляются дополнительные горизонтальные усилия, приходящиеся на одну раму (в одноэтажных каркасных зданиях в уровне покрытия). По существующим методикам расчета плоских рам от этих горизонтальных усилий можно найти дополнительные усилия в элементах рам, вызванные отклонением стоек от вертикали.

Рис. 4.2. К определению дополнительных горизонтальных усилий, вызванных отклонениями колонн от вертикали (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

По формуле (4.1) вычисляются и дополнительные усилия, вызванные отклонением стоек от вертикали в плоскости продольных рам F. При этом индекс у заменяется на индекс х.

Рис. 4.3. К расчету одноэтажных рам с наклонными стойками (а — расчетная схема рамы с наклонными стойками; б — расчетная схема эквивалентной рамы с вертикальными стойками) (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

В одноэтажных зданиях с железобетонным каркасом (рис.4.3), в которых соединение стоек с ригелями принято шарнирным, дополнительные изгибающие моменты в колоннах на расстоянии хот верха, вызванные отклонением колонн от вертикали в плоскости поперечных рам [15], в пределах надкрановой части колонны вычисляются по формуле:

Формулы 4.3-4.5 (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

в пределах подкрановой части колонны

Формулы 4.6-4.8 (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

в пределах надкрановой част колонны

Формула (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

в пределах подкрановой части колонны

Формула (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

Если колонна смещена в плане в плоскости поперечной рамы и установлена вертикально, то это приводит к неправильному опиранию балок на колонну (рис. 4.4). Одна из балок имеет недостаточную длину площадки опирания, что может привести к разрушению балки по наклонному сечению или отколу опорной части колонны.

Рис. 4.4. Неправильное опирание балок покрытия на колонну из-за смещения колонны в плане (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

Несовпадение по высоте уровней верха колонн и их подколонных выступов вызывается обычно ошибками в отметках дна стакана фундамента и применением колонн непроектной длины. Если этот дефект не исправить, то конструкции перекрытий и подкрановые балки получат недопустимые уклоны, а также возможно появление затруднений при выполнении сопряжений колонн с балками (ригелями).
Несовпадение оголовников колонн в их стыковых соединениях приводит к появлению дополнительных сосредоточенных изгибающих моментов, приводящих к снижению прочности, как стыка, так и колонны в целом.
Некачественное омоноличивание стыка колонны с фундаментом (применение раствора вместо мелкозернистого бетона, оставление в стакане монтажных деревянных клиньев, замораживание бетона омоноличивания и т.п.) снижает степень заделки колонны в фундаменте, что изменяет в неблагоприятном направлении расчетную схему рам каркаса, уменьшает пространственную жесткость здания и способствует продавливанию колонной фундамента.
Замена ванной сварки выпусков арматуры колонн на дуговую с продольными швами с накладками из круглой стали происходит чаще всего из-за наличия такой несоосности выпусков, которая не позволяет выполнить ванную сварку в инвентарных формах. При этом часто делают одностороннюю накладку, которая вызывает большой эксцентриситет в приложении усилия в арматуре, что значительно снижает несущую способность стыка.
Применение односторонней накладки приводит к образованию эксцентриситета приложения усилия в стержне не менее его диаметра (e0>d). В этом случае предельное усилие в арматурном стержне будет равно не более 0,18 Nsu, где Nsu — предельное усилие в арматурном стержне при отсутствии эксцентриситета усилия в нем [16]. Если применяются парные накладки и длина их меньше восьми диаметров продольной арматуры, то стык имеет пониженную прочность, так как в этом случае не удается применить двусторонние швы из-за недоступности для сварщика плоскостей контакта стержней и накладок со стороны ниши колонны.
При выполнении стыков арматурных стержней продольными швами с накладками часто начинают и кончают сварной шов в наиболее напряженном месте элемента стыка (начало сварного шва на выпуске арматурного стержня из колонны и конец на накладке у зазора между торцами висков без заварки раковин в концах шва. Это резко ослабляет прочность стыка за счет подрезки арматурного стержня и накладки. Всегда нужно начинать шов на накладке у ее торца и заканчивать на стыкуемом выпуске стержня у его торца. В этом случае даже, если не будут заварены раковины на концах швов, прочность стыкового соединения не окажется сниженной.
Неправильная последовательность сварки выпусков арматуры колонн приводит к отклонению элементов колонны от вертикали за счет теплового воздействия сварки шва. Переходить от сварки одного выпуска арматуры к сварке другого нужно по диагональной плоскости сечения колонны.
При монтаже каркаса серии 1.020-1, должно обращаться особое внимание на строгое соблюдение всех технологических процессов, предусмотренных проектным решением для стыка элементов колонн друге другом. Если бетонный выступ в стене оказался разрушенным, его необходимо восстановить, например наращиванием цементно-эпоксидным составом. Выверку элементов колонн следует производить не по боковым поверхностям колонн, а по выпускам арматуры, что уменьшит несоосность выпусков. Зазор между торцами элементов колонн крестообразной формы следует именно чеканить полусухой цементно-песчаной смесью, а не заполнять бетоном омоноличивания, не допускать раннее замораживание бетона омоноличивания ниш зимой и пересушку его летом. Все это позволит в значительной степени снизить проектные недоработки рассматриваемого стыка.
На строительной площадке иногда производят укорочение сборных железобетонных элементов. Делать это можно только в исключительных случаях и с выполнением соответствующих мероприятий по обеспечению прочности укороченных элементов.

Рис. 4.5. Дефектный стык элементов колонн при обрубке конца одного элемента, приведшей к обрушению здания: 1 — колонна цокольного этажа; 2 — продольная арматура; 3 — стыковые накладки; 4 — обрубленная колонна первого этажа; 5 — поперечная арматура; 6 — часто расположенная арматура сетки в оголовнике колонны (доступно только при скачивании полной версии книги в формате Word doc)

При монтаже каркаса серии ИИ-04 пятиэтажного здания в Санкт-Петербурге были смонтированы колонны первого этажа, укороченные обрубкой на один метр (колонны были получены для этажа большей высоты). При этом были обрублены концы колонн, имеющие часто расположенные поперечные стержни и сетки. Обрубленные концы были неровными с трещинами (рис. 4.5). Сварка выпусков арматуры в стыке была выполнена с применением накладок без дополнительных хомутов. Предложенные представителем заказчика стальные обоймы на стыках колонн не были осуществлены. Это привело ктому, что часть здания обрушилась в момент окончания монтажа пятого этажа в результате разрушения стыка одной из колонн.

< 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".