Методические рекомендации по оценке инженерной безопасности зданий и сооружений
(утв. МЧС России)
Основные понятия, термины и определения
Аварийное состояние |
- категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта |
Индивидуальный риск для людей, индивидуальный риск чрезвычайной ситуации |
- количественный показатель риска чрезвычайной ситуации, определяемый как вероятность гибели на рассматриваемой территории за год отдельного человека в результате воздействия всей совокупности поражающих факторов источников чрезвычайной ситуации |
Инженерный риск обрушения здания (сооружения) |
- величина, зависящая от степени повреждения и характеризующая вероятность обрушения здания (сооружения) для рассматриваемого интервала времени, 1/год |
Инженерная безопасность здания (сооружения) |
- величина, характеризующая способность здания (сооружения) противостоять возможному обрушению опасному для жизни людей |
Категория технического состояния |
- степень эксплуатационной пригодности несущей строительной конструкции или здания и сооружения в целом, а также грунтов их основания, установленная в зависимости от доли снижения несущей способности и эксплуатационных характеристик |
Критерий оценки технического состояния |
- установленное проектом или нормативным документом количественное или качественное значение параметра, характеризующего деформативность, несущую способность и другие нормируемые характеристики строительной конструкции и грунтов основания |
Нормативное техническое состояние |
- категория технического состояния, при котором количественные и качественные значения параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, включая состояние грунтов основания, соответствуют установленным в проектной документации значениям с учетом пределов их изменения |
Ограниченно-работоспособное техническое состояние |
- категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, при которой имеются крены, дефекты и повреждения, приведшие к снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, потери устойчивости или опрокидывания, и функционирование конструкций и эксплуатация здания или сооружения возможны либо при контроле (мониторинге) технического состояния, либо при проведении необходимых мероприятий по восстановлению или усилению конструкций и (или) грунтов основания и последующем мониторинге технического состояния (при необходимости) |
Оценка технического состояния |
- установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций или зданий и сооружений в целом, включая состояние грунтов основания, на основе сопоставления фактических значений количественно оцениваемых признаков со значениями этих же признаков, установленных проектом или нормативным документом |
Поверочный расчет |
- расчет существующей конструкции и (или) грунтов основания по действующим нормам проектирования с введением в расчет полученных в результате обследования или по проектной и исполнительной документации: геометрических параметров конструкций, фактической прочности строительных материалов и грунтов основания, действующих нагрузок, уточненной расчетной схемы с учетом имеющихся дефектов и повреждений |
Работоспособное техническое состояние |
- категория технического состояния, при которой некоторые из числа оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта или норм, но имеющиеся нарушения требований в конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и необходимая несущая способность конструкций и грунтов основания с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений обеспечивается |
Сейсмостойкость |
- характеристика зданий и сооружений, описывающая степень их устойчивости к землетрясениям в пределах допустимого риска |
Степень повреждения здания (сооружения) |
- величина, характеризующая утрату первоначальных технико-эксплуатационных качеств (прочности, устойчивости, надежности и т.д.) в результате воздействия природно-техногенных факторов |
1. Общие положения
Методические рекомендации предназначены для повышения эффективности оценки инженерной безопасности зданий (сооружений) и оценки рисков для людей, находящихся внутри строений, и содержат указания по организации и проведению комплексного анализа геометрических, физико-механических и динамических параметров строений, полученных с применением диагностических комплексов "Струна", "Стрела" и других программно-аппаратных комплексов для обследования и испытания систем "грунт-здание".
Актуальность методических рекомендаций обуславливается необходимостью своевременного диагностирования безопасности зданий и сооружений, поврежденных при чрезвычайных ситуациях, для предупреждения возможных катастрофических разрушений и снижения рисков для людей.
Методические рекомендации определяют последовательность операций и способы анализа диагностической информации для определения инженерной безопасности и степени повреждения зданий (сооружений), возможных опасностей и рисков для находящихся на объекте людей с учетом влияния сейсмогеологических условий строительной площадки. В методических рекомендациях не рассматривается влияние на инженерную безопасность технологических систем, обеспечивающих жизнедеятельность.
Методические рекомендации могут быть использованы МЧС России, Минстроем России, Ростехнадзором России, а также другими ведомствами и организациями, обеспечивающими безопасность населения в случаях возможных катастрофических разрушений зданий и сооружений.
2. Последовательность и содержание операций для определения инженерной безопасности и степени повреждения зданий (сооружений)
2.1. Общие сведения по обследуемому зданию (сооружению)
Для выполнения работ по обследованию здания (сооружения) назначается группа в составе: руководитель работ, операторы для выполнения обследовательских, измерительных и фотографических работ (1-4 чел. в зависимости от объема работ).
Группа должна оснащаться:
- навигационными приборами - для координатной привязки объектов;
- тахеометром - для координатной привязки здания (сооружения) строительной площадки и создания ситуационной схемы;
- лазерным сканером (при необходимости) - для создания трехмерных цифровых моделей системы "грунт-здание";
- цифровым фотоаппаратом - для фотографирования внешнего вида объекта;
- измерительными инструментами (лазерная рулетка типа "Leica DISTO X310" или аналог, метрические рулетки (3, 5 м) и мерная линейка).
Порядок работы группы при обследовании здания (сооружения) описан ниже.
1. В первую очередь осуществляется сбор и анализ исходной информации о здании (сооружении) и грунте в основании строения, данных о возможных нагрузках на систему "грунт-здание", населении, находящемся в здании (сооружении). Определяются основные исходные данные для здания (сооружения) и площадки, которые сводятся в таблицу 1.
Таблица 1. Основные исходные данные для здания
Таблица заполняется по результатам изучения:
- проектно-эксплуатационной документации;
- карт сейсмического районирования;
- результатов изучения рельефа местности, геометрии здания и планировки квартала в прилегающем районе;
- результатов визуального осмотра;
- результатов собеседования с персоналом и населением, эксплуатирующим объект и проживающим, работающим на объекте;
- прогнозов природных опасностей, планов населенных пунктов с возможными техногенными опасностями.
2. Составляется ситуационная схема (рисунок 1). На ситуационной схеме показываются соседние объекты, особенности рельефа строительной площадки, подпорные стенки, овраги, реки, направления возможных воздействий опасностей, места подвода и прохождения коммуникаций.
3. Выполняется фотофиксация. На фотографиях должны быть видны наиболее характерные особенности объекта с разных сторон географических направлений.
4. С помощью тахеометра снимаются координаты объекта, производится привязка ситуационной схемы к географическим направлениям, возможным очагам сейсмической, геологической и других опасностей.
5. На основе результатов анализа исходной информации руководителем работ делается вывод, который включает в себя:
сведения о геометрических особенностях объекта (правильная или неправильная конфигурация, протяженность, высота, этажность, количество входов, разбивка на блоки, заглубление объекта в склон и т.п.);
сведения об особенностях строительной площадки (ровная, наклонная, пересеченная, имеется подпорная стена), наличие рядом оврагов, ручьев и т.д.;
сведения о расположении соседних объектов (в непосредственной близости или на достаточном удалении);
степень влияния строительной площадки и геометрии объекта на возможность выполнения спасательных работ;
возможные опасные нагрузки на объект, направление их воздействия и наиболее слабые места объекта.
2.2. Определение объемно-планировочного и конструктивного решения здания (сооружения)
Для выполнения работ по определению конструктивного и планировочного исполнения объекта, размеров основных конструктивных элементов, их структуры назначается группа в составе: руководитель работ, оператор-геодезист, оператор-строитель.
Группа должна оснащаться:
- инструментами для обеспечения доступа к конструктивным элементам (перфораторы, шанцевый инструмент, зубило, молоток и т.д.);
- фотоаппаратом;
- комплектом досмотровых зеркал "Поиск-2У", досмотровой телевизионной системой "Поиск-ТВ-12" или аналогом;
- измерительными средствами (метрические рулетки (3 и 5 м) и мерная линейка).
Порядок работы группы описан ниже.
1. На основе изучения исходной информации по первому разделу составляется план диагностики здания (сооружения).
В плане определяется перечень работ, места отрывки шурфов и вскрытия штукатурки (других отделочных материалов) на конструктивных элементах, позволяющих уточнить конструктивную схему (приложение 1 "Технологическая карта по визуальной оценке технического состояния гражданских зданий" и "Технологическая карта по визуальной оценке технического состояния промышленных зданий" рис. 2.3) и особенности планировочного исполнения здания. Если конструктивная и планировочная схема ясны, то работы по уточнению не проводятся, а сразу выполняется оформление раздела, который должен включать:
описание (схему) объемно-планировочного решения (таблица 2);
описание (схему) конструктивного решения (таблица 3);
спецификацию основных несущих элементов;
план расположения элементов усиления конструкций.
Таблица 2 - Пример описания объемно-планировочного решения здания
Таблица 3 - Пример описания конструктивного решения здания
N |
Наименование обследуемого элемента (места) здания |
Характеристика параметра (или элемента) здания |
1. |
Конструктивная схема здания |
Монолитный железобетонный каркас. Пространственную жесткость здания обеспечивают жестко заделанные монолитные колонны, соединяющиеся с монолитным безбалочным перекрытием и образующие жесткую пространственную систему, которая дополняется развязкой стен лестничных клеток и диафрагм. |
2. |
Фундаменты |
Фундаменты железобетонные свайные, сваи сечением 300х300 мм, выполненные по серии 1.001-1, с монолитным железобетонным ростверком. Под ростверки выполнена бетонная подливка. |
3. |
Конструкция здания по высоте |
Высота здания составляет - 32,170 м. |
4. |
Наружные стены и внутренние стены |
Наружные стены: выполнены из пеноблоков в виде заполнения железобетонного каркаса толщиной 400 мм. Внутренние стены: противопожарные стены монолитные железобетонные и диафрагмы жесткости толщиной 200 мм. |
5. |
Колонны |
Монолитные железобетонные в подвальной части и первого этажа сечением 500х500 мм, со 2-го этажа и последующие этажи сечением 400х400 мм. |
6. |
Относительная отметка |
Отметка 0,000 (уровень пола 1-го этажа). |
7. |
Междуэтажные перекрытия |
Перекрытия - монолитные железобетонные толщиной 200 мм. |
8. |
Перегородки |
Гипсолитовые толщиной 160-180 мм. |
9. |
Перемычки |
Сборные железобетонные по серии 1.038.1-1в.1, сечением 250х200 мм. Металлические оштукатуренные по сетке цементно-песчаным раствором. |
10. |
Покрытие |
Монолитное, толщиной 200 мм. |
11. |
Крыша |
Плоская. |
12. |
Кровля |
Мягкая, с внутренним водостоком. |
13. |
Лестницы |
Монолитные железобетонные двухмаршевые. |
14. |
Состояние здания по наружному виду |
Хорошее. |
15. |
Конструктивное решение здания (рисунки 2-3) |
Даются ссылки на рисунки со строительными планами и разрезами обследуемого здания (берутся из технического паспорта). |
2. Визуально определяется тип здания исходя из следующей классификации зданий:
а) здания и типовые сооружения без антисейсмических мероприятий:
тип А1 - местные здания. Здания со стенами из местных строительных материалов:
глинобитные без каркаса;
саманные или из сырцового кирпича без фундамента;
выполненные из скатанного или рваного камня на глиняном растворе и без регулярной (из кирпича или камня правильной формы) кладки в углах и т.п.;
тип А2 - местные здания. Здания со стенами из самана или сырцового кирпича, с каменными, кирпичными или бетонными фундаментами:
выполненные из рваного камня на известковом, цементном или сложном растворе с регулярной кладкой в углах;
выполненные из пластового камня на известковом, цементном или сложном растворе;
выполненные из кладки типа "мидис";
здания с деревянным каркасом с заполнением из самана или глины, с тяжелыми земляными или глиняными крышами;
сплошные массивные ограды из самана или сырцового кирпича и т.п.;
тип Б - местные здания. Здания с деревянным каркасом с заполнителем из самана или глины и легкими перекрытиями;
тип Б1 - местные здания. Здания из жженого кирпича, тесаного камня или бетонных блоков на известковом, цементном или сложном растворе;
деревянные щитовые дома;
тип Б2 - сооружения из жженого кирпича, тесаного камня или бетонных блоков на известковом, цементном или сложном растворе;
сплошные ограды и стенки, трансформаторные киоски, силосные и водонапорные башни;
тип В - местные здания. Деревянные дома рубленные;
Тип В1 - типовые здания. Железобетонные, каркасные, крупнопанельные и армированные крупноблочные дома;
тип В2 - сооружения. Железобетонные сооружения: силосные и водонапорные башни, маяки, подпорные стенки, бассейны и т.п.;
б) здания и типовые сооружения с антисейсмическими мероприятиями:
тип С7 - типовые здания и сооружения всех видов (кирпичные, блочные, панельные, бетонные, деревянные, щитовые и др.) с антисейсмическими мероприятиями для расчетной сейсмичности 7 баллов;
тип С8 - типовые здания и сооружения всех видов с антисейсмическими мероприятиями для расчетной сейсмичности 8 баллов;
тип С9 - типовые здания и сооружения всех видов с антисейсмическими мероприятиями для расчетной сейсмичности 9 баллов;
в) уникальные здания и сооружения.
3. Определяются типы несущих конструктивных элементов и характер нагрузки на них.
Для фундаментов, возводимых в открытых котлованах, определяются: материал, условия изготовления, условия работы, форма, конструкция, размеры подошвы, глубина заложения.
Для свайных фундаментов определяются: расположение ростверка, тип свайного фундамента, тип свай, способ погружения свай в грунт, материал свай, конструктивное решение свай, условия передачи нагрузки на грунты основания, сечение и количество свай, глубина заложения.
Указываются условия возведения фундаментов (просадочные грунты, вечная мерзлота, сейсмичность, карстоопасность, оползнеопасность).
Для всех типов фундаментов указывают наличие гидроизоляции.
Для металлических несущих элементов определяются: материал, конструктивная схема.
Для бетонных элементов определяются: наличие каркаса, размеры панелей (блоков), структура бетона, наличие армирования в панелях (блоках), конструктивная схема.
Для каменных конструкций определяются: материал кладки, конструктивное решение кладки, материал связывающего раствора, наличие и характеристика защитного слоя, наличие армирования и усиления.
Для деревянных конструкций определяются: вид строительного материала, виды соединений элементов, типы настилов покрытий, типы связей в составных балках, типы ферм, арок и рам, наличие усиления.
4. С учетом массы конструктивных элементов здания (сооружения), геометрии фундамента и расчетных нагрузок определяется удельное давление на грунты основания.
5. По результатам работы руководитель работ формирует выводы, в которых определяется, чем обеспечивается пространственная жесткость и устойчивость здания (сооружения), а также особенности конструктивного исполнения. Уточняются наиболее слабые места здания (сооружения), степень однородности грунтов в основании строения. Определяется удельное давление на грунты основания.
2.3. Определение сейсмогеологических характеристик строительной площадки
Для выполнения работ по определению геологического строения грунтового массива строительной площадки в основании строения, выявления динамических параметров, сплошности и однородности назначается группа в составе: руководитель работ, оператор-геодезист, оператор-строитель.
Группа должна оснащаться:
- комплексом для измерения динамических параметров грунтов;
- сейсморазведывательным комплексом;
- электроразведывательным комплексом;
- георадаром;
- буровой зондировочной установкой;
- ручным зондом глубокого зондирования грунта РГЗ-2.
Порядок работы группы описан ниже.
1. Инженерной сейсморазведкой корреляционным методом преломлённых волн (далее - КМПВ), другими геофизическими и геологическими методами определяются: геосейсмическое строение площадки, упругие, физико-механические и динамические характеристики грунтов, а также состояние несущих конструкций здания.
2. Сейсмические наблюдения КМПВ выполняются в модификациях продольного вертикального и горизонтального сейсмического профилирования.
Продольное профилирование выполняется по 3-5-точечной системе наблюдений встречных годографов продольных и поперечных сейсмических волн. При этом изучается глубинный разрез по всей линии профиля.
Возбуждение сейсмических волн производится ударами гири или кувалдой весом 16 кг.
Регистрация сейсмических волн производится 24-канальной цифровой геофизической станцией.
3. Обработка сейсмограмм производится по специальным программам (корреляция первых вступлений и фаз волн, построение годографов, построение скоростных разрезов, определение преломляющих границ, пластовых скоростей).
В результате интерпретации получаются геосейсмические глубинные скоростные разрезы и геосейсмические параметры, на основе которых с учетом результатов вскрытия фундаментов и инженерно-геологических данных составляется сейсмогеологический разрез, отражающий строение основания здания.
4. Калибровка данных сейсморазведки производится по результатам шурфления, бурения или зондировки. При необходимости выполняется электроразведка грунтов.
5. Обобщенные геолого-сейсмические характеристики разреза, упругие и физико-механические свойства грунтов оформляются в виде таблицы 4.
Таблица 4. Геолого-сейсмические характеристики разреза, упругие и физико-механические свойства грунтов
Геологические данные |
Упругие свойства |
Физико-механические свойства |
||||||||
N слоя |
Наименование грунтов |
Глубина подошвы слоя, |
Мощность слоя, м |
УГВ, м |
Vp, м/м |
Vs, м/с |
|
Ed, Мпа |
|
E, |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: УГВ - уровень грунтовых вод, Vp - скорость продольных волн, Vs - скорость поперечных волн, - коэффициент Пуассона, Ed - динамический модуль упругости (модуль Юнга),
- плотность при естественной влажности, Е - модуль деформации. Физико-механические свойства определяются эмпирически по корреляционным зависимостям Vp, Vs.
6. Руководитель группы формирует выводы, в которых отражается однородность площадки в геосейсмическом отношении. Указываются особенности строения грунтового массива площадки и расположения грунтовых вод, физико-механические и динамические параметры грунтового массива. Определяется несущая способность грунтов основания. Для сейсмоопасных районов делается вывод о сейсмичности площадки и преобладающих колебаниях грунтового массива.
2.4. Визуальный и геодезический контроль состояния здания (сооружения)
Для выполнения работ по выявлению особенностей обеспечения пространственной жесткости и устойчивости при возможных нагрузках, картирования дефектов, определения кренов и осадок, установления причин их возникновения и возможного прогнозирования их развития в процессе эксплуатации назначается группа в составе: руководитель работ, оператор- геодезист, оператор-строитель.
Группа должна оснащаться:
- измерительными инструментами;
- тахеометром;
- спутниковым высокоточным геодезическим приемником (приемникамиами), ультразвуковыми приборами;
- бетоноскопом;
- электромагнитными приборами для оценки армирования;
- толщиномерами;
- оптическими инструментами;
- инструментами для обеспечения доступа к конструктивным элементам (лестница, перфоратор, зубило, молоток и т.д.);
- фотоаппаратом.
Порядок работы группы описан ниже.
1. До начала обследования конструкций в здании намечаются и согласовываются меры по обеспечению безопасного ведения работ (получению спецодежды, индивидуальных средств защиты и т.п.), совмещению работ по обследованию с работой технологического оборудования, устройству приспособлений для доступа к обследуемым конструкциям, освещению затемненных участков и другие, необходимые для проведения предварительного обследования.
2. Натурное обследование производится путем тщательного осмотра (труднодоступных мест - с помощью бинокля или зрительной трубы) с выполнением эскизов, фотографированием и составлением карт распространения дефектов и повреждений конструкций, а также карт распространения воздействий на конструкции. При составлении карт дефекты, повреждения и зоны распространения воздействий, а также намечаемые места отбора проб материалов наносятся на специальные планы, разрезы и развертки соответствующих конструкций с привязкой к осям или характерным линиям конструкций.
Дефекты и повреждения несущих и ограждающих конструкций устанавливаются по внешним признакам. Оценка степени повреждения и износа зданий (сооружений) определяются по таблице 5.
Технологические карты по визуальному и геодезическому контролю зданий приводятся в приложении N 1.
Атласы возможных дефектов для различных типов зданий и конструктивных элементов приводятся в приложении N 2.
3. На основании результатов визуального обследования составляется программа детального (технического) обследования, включающая определение:
задач и методов дальнейшего анализа технической документации;
мест и методов инструментальных измерений и испытаний в натурных условиях;
мест вскрытий, отбора проб материалов и методов исследований, образцов в лабораторных условиях;
состава и методов необходимых поверочных расчетов и т.д.
Таблица 5. Оценка степени повреждения и износа
Категория технического состояния и его оценка |
Виды повреждений |
Степень повреждения, % |
||
несущих стен, столбов, элементов каркаса, фундаментов |
ограждающих стен |
перекрытий, лестниц, сводов |
||
I (нормальное, хорошее) |
Имеются отдельные небольшие выбоины, сколы, волосяные трещины (до 0.1 мм) |
Видимых повреждений нет |
Сдвигов и трещин нет |
0 - 10 без повреждений - легкие повреждения |
II (удовлетворительное) |
Трещины длиной до 15 см, следы коррозии арматуры. Уменьшение прочности бетона защитного слоя не более 10% |
Волосяные трещины в кладке и швах между панелями |
Повреждений и трещин нет |
11 - 30 умеренные повреждения |
III (неудовлетворительное) |
Промораживание и выветривание кладки. Трещины, пересекающие до 4-х рядов кладки, а также между продольными и поперечными стенами. Снижение прочности кладки до 25%, бетона изгибаемых элементов до 30%. Прогибы металлических конструкций 1/150 пролета |
Вертикальные и наклонные трещины с раскрытием до 5 мм |
Смещение перекрытий на опорах до 1/5 глубины заделки, но не более 2 см |
31 - 60 сильные повреждения |
IV (ветхое) |
Снижение прочности кладки до 50 %. Трещины, пересекающие более четырех рядов кладки. Раскрытие осадочных трещин более 50 мм. Отклонение от вертикали более 1/50 высоты конструкции. Прогибы железобетонных балок более 1/50, металлических конструкций более 1/75 пролета |
Трещины раскрытием более 5 мм, сдвиги панелей |
Трещины и сдвиги в сопряжениях, разрыв анкеров |
61 - 90 тяжелые |
V (негодное) |
Обрушение отдельных частей, частичное или полное обрушение |
91 - 100 катастрофические |
4. Выполняются геодезические работы по исследованию деформаций здания (сооружения) в следующей последовательности:
изучение технической документации на производство работ по строительству здания (сооружения): размещение опорных и осадочных реперов, рабочие и монтажные чертежи, допускаемые отклонения от основных проектных размеров;
изучение чертежей: действительное положение разбивочных осей, отношения положений конструктивных элементов по отношению к разбивочным осям;
визуальное обследование местности расположения здания (сооружения) для определения и фиксирования мест измерения тахеометром (станций);
составление схемы здания (сооружения) с нанесением точек по вертикали и горизонтали для выполнения геодезической съемки;
установка тахеометра в рабочее положение и определение начальных координат его места стояния;
выполнение поверки прибора на исправность и ошибки измерения;
выполнение геодезической съемки с фиксированных мест стоянок тахеометра (станций) согласно составленной схеме, с определением координат и зарисовкой мест измеряемых конструктивных элементов.
По результатам геодезической съемки создается план-схема в осях с указанием мест проведения измерений. Составляются таблицы с координатами и вычисляются отклонения от нормального положения. Составляются графики отклонений от нормального положения в заданной системе координат.
По составленным графикам определяются максимальные отклонения и сравниваются с предельными значениями дополнительных деформаций зданий, а также производится уточнение категории технического состояния здания (сооружения) (таблица 6).
Таблица 6. Категории технического состояния здания (сооружения)
Наименование, конструктивные особенности здания или сооружения |
Категория состояния конструкций |
Предельные дополнительные деформации |
||
максимальная осадка, см |
относительная разница осадок, |
крен i |
||
Гражданские и производственные одно- и многоэтажные здания с полным железобетонным каркасом |
I |
5.0 |
0.0020 |
- |
II |
3.0 |
0.0010 |
- |
|
III |
2.0 |
0.0007 |
- |
|
Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из крупных панелей |
I |
4.0 |
0.0016 |
0.0016 |
II |
3.0 |
0.0008 |
0.0008 |
|
III |
2.0 |
0.0005 |
0.0005 |
|
Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из крупных блоков или кирпичной кладки без армирования |
I |
4.0 |
0.0020 |
0.0020 |
II |
3.0 |
0.0010 |
0.0010 |
|
III |
1.0 |
0.0007 |
0.0007 |
|
Многоэтажные бескаркасные здания с несущими стенами из кирпича или бетонных блоков с арматурными или железобетонными поясами |
I |
5.0 |
0.0024 |
0.0024 |
II |
3.0 |
0.0015 |
0.0015 |
|
III |
2.0 |
0.0010 |
0.0010 |
|
Много- и одноэтажные здания исторической застройки или памятники архитектуры с несущими стенами из кирпичной кладки без армирования |
I |
1.0 |
0.0005 |
0.0005 |
III |
0.5 |
0.0003 |
0.0003 |
|
III |
0.2 |
0.0001 |
0.0001 |
|
Высокие жесткие сооружения, трубы |
I |
5.0 |
- |
0.0040 |
II |
3.0 |
- |
0.0020 |
|
III |
2.0 |
- |
0.0010 |
Примечание: здания и сооружения, отнесенные к IV и V категориям состояния конструкций, находятся в аварийном состоянии и не допускают каких-либо дополнительных деформаций.
5. Производится уточнение и детализация данных технической документации, оформление обмерных и других чертежей, анализ полученных материалов и составление заключения.
6. В выводах указываются возможные причины возникновения дефектов и прогноз их возможного развития, влияние обнаруженных дефектов на устойчивость здания (сооружения). Производится предварительная оценка степени повреждения и категории технического состояния здания (сооружения).
2.5. Неразрушающий контроль здания (сооружения)
Для выполнения работ по определению физико-механических и геометрических параметров основных конструктивных элементов здания (сооружения) назначается группа в составе: руководитель работ, оператор-строитель, оператор-диагностик.
Группа должна оснащаться:
- прибором для томографии конструктивных элементов (бетоноскопом);
- сейсморазведовательным комплексом;
- электронным склерометром;
- прибором для определения прочности бетона методом отрыва со скалыванием;
- ультразвуковым прибором;
- прибором для определения параметров армирования;
- лабораторией для испытания грунтов;
- цифровым фотоаппаратом.
Порядок работы группы описан ниже.
1. В процессе выполнения работ на местах, указанных в плане диагностики, производится определение физико-механических и геометрических параметров основных несущих элементов здания (сооружения) и строительной площадки. Все точки измерений привязываются к плану и разрезу здания (сооружения) и строительной площадки.
Количество исследуемых точек при неразрушающем контроле должно назначаться в зависимости от степени износа и степени важности объекта, но не менее четырех точек на каждом этаже (ярусе).
2. Методом сейсмического профилирования определяются физико-механические параметры на выбранных профилях.
Вертикальное и горизонтальные сейсмическое профилирование (далее - ВСП) выполняется по внешним или внутренним сторонам несущих конструктивных элементов зданий и сооружений.
При работе на несущих конструкциях используются удары молотка весом 0.5 кг.
3. Прочность бетона, железобетонных изделий, конструкций и строительной керамики определятся склерометром, предназначенным для неразрушающего контроля методом ударного импульса по ГОСТ 22690-2015 "Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля". Принцип работы прибора основан на измерении параметра акустического импульса, возникающего на выходе склерометра при соударении бойка о поверхность контролируемого материала.
4. Поверхностная и объемная прочность бетона и других строительных конструкций определяются альтернативным способом с помощью ультразвукового прибора.
Ультразвуковой метод определения прочности бетона регламентирован ГОСТ 17624-2012 "Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности".
Результаты измерений прочности обрабатываются с применением методов вероятностно-статистического анализа и помещаются в таблицы (см. таблица 7).
Таблица 7. Ультразвуковые исследования
Участок |
Значение |
Ср. арифм. |
Сигма |
0.95 |
Прочность, МПа |
||
1 |
2 |
3 |
|||||
| |||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее значение |
|
5. Толщина защитного слоя бетона, расположение и диаметр арматуры в диапазоне 3-50 мм класса А1-А4 в железобетонных изделиях и конструкциях при параметрах проектирования согласно ГОСТ 22904-93 "Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры" определяется соответствующими приборами. Технологические карты по неразрушающему контролю материалов несущих конструкций приводятся в приложении N 1.
6. В выводе по разделу определяются физико-механические и геометрические параметры основных несущих конструктивных элементов здания (сооружения), выявляется равномерность (равнопрочность) по высоте и в плане основных конструктивных элементов. Проводится уточнение степени повреждения и категории технического состояния здания (сооружения).
2.6. Динамические испытания системы "грунт-здание"
Для выполнения работ по определению динамических и жесткостных характеристик, несущей способности конструктивных элементов зданий и сооружений, выявления скрытых дефектов, оценки технического состояния здания (сооружения) назначается группа в составе: руководитель работ, оператор-геодезист, оператор-диагностик.
Группа должна оснащаться диагностическим комплексом для снятия динамических параметров в составе:
- переносной компьютер;
- аналогово-цифровой преобразователь;
- сейсмовибрационные датчики (минимум 5 трехкомпонентных датчиков);
- соединительные кабели;
- средства связи для обеспечения передачи команд при испытаниях.
Порядок работы группы описан ниже.
1. На схеме определить места расстановки и калибровки датчиков и места нанесения импульсных ударов. Как правило, датчики должны устанавливаться в вертикальной плоскости (минимум 3 датчика) и в горизонтальной плоскости (минимум 3 датчика). То есть наиболее удобна Т-образная расстановка датчиков. Первый датчик устанавливается как можно ниже (на уровне пола подвала). Остальные датчики расставляются поэтажно. Пример рационального расположения датчиков приведен на схеме (рис. 4).
2. Калибровка датчиков производится при их установке, как можно ближе к источнику импульсного воздействия.
Датчики должны быть одинаково сориентированы относительно осей X, Y, Z здания. Ось X совпадает с длинной стороной здания, ось Y с короткой. Соответственно длинная и короткая сторона датчика являются осями X и Y.
3. Динамические испытания конструкций с импульсным воздействием производятся в случае, если при обычных испытаниях нет возможности выделить частоту собственных колебаний сооружения. Эти испытания могут производиться путем нанесения ударов нагружающим устройством (например, боксерской грушей массой 30 кг), переездом груженого транспорта через бревно или другими методами. Для получения надежных результатов испытания дублируются. По полученным виброграммам определяются частоты и периоды собственных колебаний по нескольким тонам, декременты затухания.
4. После обработки полученных результатов производится их анализ.
Степень повреждения здания (сооружения) определяется по результатам сравнения проектных (нормативных) значений динамических параметров (периодов (частот) собственных колебаний, декремента затухания) с экспериментально полученными значениями.
Для определения нормативных значений периодов собственных колебаний можно использовать эмпирическую формулу (она более применима для зданий башенного типа):
, (1)
где n - количество этажей в здании, - коэффициент, зависящий от конструкции здания и вида его основания. Для наиболее распространенных типов зданий при грунтах средней плотности коэффициент а определяется по таблице 8.
Таблица 8 - Нормативные значения
Тип здания |
Коэффициент |
Жилые крупнопанельные здания |
0.045 |
Жилые здания с несущими кирпичными, каменными и крупноблочными стенами |
0.056 |
Школьные и другие здания с большими проемами в стенах типа п. 2 |
0.065 |
Каркас из монолитного железобетона с кирпичным или легкобетонным заполнением стен |
0.064 |
Каркас стальной, заполнение по п. 4 |
0.08 |
Деревянные |
0.084 |
Кирпичные или блочные здания с сейсмоусилением |
0.06 |
Для зданий (сооружений), существенно трехмерной геометрии, необходимо выполнить расчет нормативного значения частоты собственных колебаний с учетом трехмерной геометрии и конструктивного исполнения.
Степени повреждения зданий и сооружений в зависимости от изменения квадрата фактической частоты собственных колебаний здания (сооружения) по сравнению с нормативным (проектным) значением квадрата частоты собственных колебаний приведены в таблице 9.
Таблица 9 - Степени повреждения зданий (сооружений) без учета конструктивных особенностей
Степень повреждения, техническое состояние по ГОСТ 31937-2011 |
Уменьшение квадрата частоты собственных колебаний, % |
1 - без повреждения - легкая - проектное (ГОСТ 31937-2011) |
0 - 10 |
2 - умеренная - работоспособное (ГОСТ 31937-2011) |
11 - 30 |
3 - сильная - ограниченно-работоспособное (ГОСТ 31937-2011) |
31 - 60 |
4 - тяжелая - аварийное (ГОСТ 31937-2011) |
61 - 90 |
5 - катастрофическая - аварийное (ГОСТ 31937-2011 ) |
91 - 100 |
Примечание: для зданий различных конструктивных схем с учетом их проёмности процент износа для каждой категории технического состояния может быть уточнен.
Для оценки категории технического состояния здания (сооружения) определяется возможное снижение жесткости путем сравнения нормативных и экспериментально полученных значений частот собственных колебаний. Для этого применяются следующие соотношения:
(2)
(3)
, (4)
где
,
,
- экспериментально полученные значения частот собственных колебаний здания (сооружения);
,
,
- нормативные значения частот собственных колебаний здания (сооружения), получаемые из проекта или расчетным путем;
,
,
- дефицит жесткости в % по осям X, Y, Z.
Технологические карты по динамическим испытаниям систем "грунт-здание" приводятся в приложении N 1.
5. В выводах определяются степень повреждения здания (сооружения), места расположения возможных дефектов, устанавливается связь с результатами визуального и неразрушающего контролей, устанавливается степень связи фундаментов здания с грунтами, определяется отклонение экспериментально полученных значений динамических параметров от нормативных (полученных расчетным путем) значений и определяется степень износа здания (сооружения) в процентах.
2.7. Определение инженерной безопасности здания (сооружения)
Основными диагностическими параметрами зданий и сооружений, влияющими на их устойчивость, являются:
геометрические параметры зданий (сооружений) и их основных конструктивных элементов;
конструктивные решения зданий и сооружений;
геологическое строение и сейсмичность строительной площадки;
физико-механические и динамические параметры конструктивных элементов зданий и грунтов строительной площадки;
динамические параметры зданий (сооружений) и грунтов строительной площадки;
техническое состояние, сейсмостойкость здания (сооружения).
Инженерная безопасность здания определяется экспертно-расчетным методом по результатам комплексного анализа экспериментальных данных, полученных в предыдущих разделах, и моделирования возможного поведения объекта при воздействии возможных опасностей.
Риски обрушения зданий и сооружений должны определяться на основе комплексного анализа диагностических параметров и степени повреждении зданий и сооружений.
Вывод о степени повреждения здания (сооружения) делается экспертно-расчетным методом на основе комплексного анализа полученных диагностических параметров.
Инженерный риск обрушения здания (сооружения) и первоочередные мероприятия в зависимости от степени повреждения зданий и сооружений определяются по таблице 10.
Здание (сооружение) считается пригодным к эксплуатации без проведения мероприятий по его усилению или ремонту, если степень повреждения не превышает 2-ю степень.
Таблица 10 - Инженерный риск обрушения
Степень повреждения |
Инженерный риск обрушения здания (сооружения), 1/год |
Мероприятия |
1 |
|
Не требуются |
2 |
|
Текущий ремонт |
3 |
|
Усиление и восстановление несущей способности поврежденных конструкций |
4 |
|
Немедленная эвакуация людей. Снос либо капитальные восстановительные работы |
5 |
|
Снос |
Приемлемость величины инженерного риска обрушения здания (сооружения) определяется по таблице 11.
Таблица 11 - Критерии для зонирования территории по степени опасности чрезвычайных ситуаций
2.8 Рекомендации по повышению инженерной безопасности здания (сооружения)
На основе полученных диагностических и расчетных данных об уровне повреждения (процент износа) и риска обрушения определяются инженерные мероприятия, повышающие устойчивость здания (сооружения) к воздействию возможных опасных природных и техногенных нагрузок. Разрабатывается проект повышения инженерной безопасности здания (сооружения), который может включать инженерные решения по:
усилению грунтов у основания здания;
усилению (возведению) подпорных стенок;
усилению фундаментов;
усилению основных несущих конструктивных элементов;
ремонту ограждающих конструкций;
организации отвода осадков от основания здания;
созданию защитных покрытий.
После проведения мероприятий по повышению безопасности здания проводятся повторные диагностические измерения и расчеты для определения качества проведенных мероприятий по повышению инженерной безопасности здания (сооружения).
Список использованных источников
1. Приказ Госстроя России от 02 августа 2002 г. N 167 "Об утверждении Порядка проведения обследования технического состояния объектов, пострадавших в результате чрезвычайных ситуаций" (зарегистрирован в Министерстве юстиции Российской Федерации от 29 октября 2002 г., регистрационный N 3890).
2. ГОСТ 22904-93. Межгосударственный стандарт. Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры (принят МНТКС 10.11.1993).
3. ГОСТ 22.1.01-97/ГОСТ Р 22.1.01-95. Межгосударственный стандарт. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 02.11.1995 N 560).
4. ГОСТ 22.1.02-97/ГОСТ Р 22.1.02-95. Межгосударственный стандарт. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 21.12.1995 N 625).
5. ГОСТ 22.0.06-97/ГОСТ Р 22.0.06-95. Межгосударственный стандарт. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники природных чрезвычайных ситуаций. Поражающие факторы. Номенклатура параметров поражающих воздействий (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 20.06.1995 N 308).
6. ГОСТ 22.0.07-97/ГОСТ Р 22.0.07-95. Межгосударственный стандарт. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 02.11.1995 N 561).
7. ГОСТ Р 22.0.08-96. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Взрывы. Термины и определения (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 29.05.1996 N 333).
8. ГОСТ Р 22.1.04-96. Государственный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг аэрокосмический. Номенклатура контролируемых параметров чрезвычайных ситуаций (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 16.05.1996 N 319).
9. ГОСТ Р 22.1.07-99. Государственный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных метеорологических явлений и процессов. Общие требования (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 25.05.1999 N 180).
10. ГОСТ Р 22.1.08-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных гидрологических явлений и процессов. Общие требования (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 24.05.1999 N 178).
11. ГОСТ Р 22.1.09-99. Государственный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование лесных пожаров. Общие требования (принят и введен в действие постановлением Госстандарта России от 25.05.1999 N 181).
12. ГОСТ 31937-2011. Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния (введен в действие приказом Росстандарта от 27.12.2012 N 1984-ст).
13. ГОСТ 17624-2012. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности (введен в действие приказом Росстандарта от 27.12.2012 N 1972-ст).
14. ГОСТ 27751-2014. Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения (введен в действие приказом Росстандарта от 11.12.2014 N 1974-ст).
15. ГОСТ Р 22.1.15-2014. Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Технические средства мониторинга чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Классификация. Общие технические требования (утв. и введен в действие приказом Росстандарта от 17.04.2014 N 360-ст).
16. ГОСТ 22690-2015. Межгосударственный стандарт. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля (введен в действие приказом Росстандарта от 25.09.2015 N 1378-ст).
17. ГОСТ Р 22.0.02-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения (утв. и введен в действие приказом Росстандарта от 12.09.2016 N 1111-ст).
18. ГОСТ Р 22.0.03-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Природные чрезвычайные ситуации. Термины и определения (утв. и введен в действие приказом Росстандарта от 11.09.2020 N 641-ст) (ред. от 29.10.2021).
19. ГОСТ Р 22.0.05-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения (утв. и введен в действие приказом Росстандарта от 11.09.2020 N 644-ст).
20. СП 116.13330.2012. Свод правил. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003 (утв. приказом Минрегиона России от 30.06.2012 N 274) (ред. от 30.12.2020).
21. СП 36.13330.2012. Свод правил. Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85* (утв. приказом Госстроя от 25.12.2012 N 108/ГС) (ред. от 05.02.2021).
22. СП 33.13330.2012. Свод правил. Расчет на прочность стальных трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 2.04.12-86 (утв. приказом Минрегиона России от 29.12.2011 N 621) (ред. от 18.03.2022).
23. СП 115.13330.2016. Свод правил. Геофизика опасных природных воздействий. Актуализированная редакция СНиП 22-01-95 (утв. и введен в действие приказом Минстроя России от 16.12.2016 N 956/пр).
24. СП 104.13330.2016. Свод правил. Инженерная защита территории от затопления и подтопления. Актуализированная редакция СНиП 2.06.15-85 (утв. приказом Минстроя России от 16.12.2016 N 964/пр) (ред. от 23.12.2020).
25. СП 22.13330.2016. Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (утв. приказом Минстроя России от 16.12.2016 N 970/пр) (ред. от 27.12.2021).
26. СП 14.13330.2018. Свод правил. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81* (утв. и введен в действие приказом Минстроя России от 24.05.2018 N 309/пр) (ред. от 31.01.2022).
27. Методика проведения обследований зданий и сооружений при их реконструкции и перепланировке. МРР-2.2.07 - 98. М., 1998.
28. Правила оценки физического износа жилых зданий ВСН 53-86 (р). Госгражданстрой, издание официальное. М., 1998.
29. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции. Москомархитектура. М., 1998.
30. С.В. Поляков. Сейсмостойкие конструкции зданий. М.: Высшая школа, 1983.
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Методические рекомендации по оценке инженерной безопасности зданий и сооружений (утв. МЧС России 30 сентября 2022 г.)
Опубликование:
-