Детальное обследование конструкций зданий, подвергшихся воздействию пожара —

В зависимости от степени повреждения конструкций после пожара, класса ответственности здания, условий дальнейшей его эксплуатации и конкретных рассматриваемых задач различают следующие методы инструментальных исследований:

• натурное инструментальное обследование конструкции без ее демонтажа;

• лабораторное испытание образцов материалов, отобранных из поврежденных конструкций;

• стендовое испытание демонтированных элементов или конструкций в целом.

Методы и приборы инструментальных обследований прочностных характеристик

конструкций, поврежденных пожаром, как правило, не отличаются от применяемых при физически изношенных конструкций согласно требованиям, приведенных в разделах настоящей главы. Однако при этом следует дополнительно учитывать факторы, бусловленные воздействием высоких температур.

А. Железобетонные конструкции

Поверхностные слои почти всех видов конструкций под действием высоких температур сушественно изменяют свои физико-технические свойства. Поэтому механические методы определения прочностных характеристик (молоток Физделя, Кашкарова, пистолет ЦНИИСКа и др.) не дают достоверную оценку свойств материала по сечению конструкций. В этих случаях необходимо использовать ультразвуковые методы определения прочностных характеристик материалов и конструкций.

Перед инструментальным обследованием поверхность элементов конструкций очишают от пыли, грязи, сажи скребками или стальными щетками. Особенно тщательно следует обрабатывать места установки датчиков, приборов и наклейки тензорезисторов.

Если при тушении пожара использовали воду, то ультразвуковые исследования конструкций следует проводить по истечении не менее 30 ч.

Поврежденный огнем защитный слой бетона нередко отслаивается, поэтому при определении прочности его сцепления измерительные средства лучше размещать в середине, а не на углах элемента.

При отсутствии прочностных показателей инструментальных обследований поверочные расчеты остаточной несущей способности конструкций производят в соответствии с действующим СНиП и учетом коэффициентов снижения физико-технических показателей материалов, подвергшихся воздействию высоких температур.

Для этой цели по внешним признакам воздействия пожара на железобетонные конструкции (см. табл. 3.14) устанавливают примерную температуру нагрева поверхности конструкций. Используя этот показатель, находят температуру и глубину прогрева конструкции по табл. 3.15.

Призменную прочность бетона Rnpt подверженного воздействию пожара, после охлаждения выражают через прочность бетона при нормальной температуре Rnp по формуле

Остаточная несущая способность конструкций определяется с учетом требований СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.03.04-84, с учетом изменений свойств бетона и арматуры под действием температуры при пожаре.

Пригодность железобетонных конструкций к дальнейшей эксплуатации, ремонту и усилению устанавливается в зависимости от предела снижения их несущей способности. Допустимые проделы снижения прочности железобетонных конструкций в зависимости от капитальности здания приводятся в табл. 3.18.

После огневого воздействия необратимые деформации арматурных сталей являются причиной появления остаточных прогибов железобетонных конструкций. В преднапряженных элементах они вызывают дополнительно необратимую потерю жесткости.

Б. Каменные конструкции

При детальных инструментальных обследованиях каменных и армокаменных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, определение прочностных характеристик производят аналогично железобетонным с применением ультразвуковых методов.

Прочностные характеристики кирпича и раствора кирпичной кладки определяются на основе лабораторных испытаний отобранных из поврежденных пожаром конструкций образцов — целых кирпичей или высверленных кернов (цилиндров) диаметром 50—60 мм и из раствора высотой 30 мм и диаметром 15 мм с учетом указаний ГОСТ 5202-86.

Таблица 3.18

Допустимые пределы снижения прочности элементов железобетонных конструкций в зависимости от капитальности зданий

При определении несущей способности стен и простенков с вертикальными трещинами, возникшими в результате действия горизонтальных растягивающих сил от температурных воздействий пожара, коэффициент Ктс принимается равным единице.

При наличии трещин в местах пересечения кирпичных стен или при разрыве поперечных связей между стенами, стойками и перекрытиями несущую способность и устойчивость стены при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок определяют с учетом фактической свободной высоты стен.

В. Стальные конструкции

Детальные инструментальные обследования стальных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, проводят в соответствии с указаниями разделов 3.1.4 и 3.2.3

Определение механических характеристик элементов стальных конструкций производится на основе лабораторных испытаний вырезанных образцов из поврежденных пожаром конструкций. Вырез заготовки производят в местах, не получивших пластических деформаций и не нарушающих устойчивость и несущую способность стальных конструкций.

Все заготовки маркируются, а места их взятия и марки обозначаются на схемах, прилагаемых к материалам обследования конструкций.

При отсутствии прочностных показателей инструментальных обследований поверочный расчет и оценка несущей способности и эксплуатационной пригодности стальных конструкций, подвергшихся действию высоких температур пожара, следует производить с учетом изменений свойств стали.

Для горячекатаных углеродистых сталей изменения предела текучести Ут , модуля упругости УЕ и временного сопротивления Ув , выражающие отношение этих характеристик при заданной повышенной температуре к значениям при нормальной температуре (+20°С), приведены в табл. 3.20.

Для оценки состояния металлоконструкций после пожара может быть использовано время, в течение которого они находились под воздействием высокой температуры. Это время следует сравнивать с пределом огнестойкости конструкций, за который принимают время, в течение которого металлические конструкции способны нормально функционировать в условиях воздействия высоких температур (около 500 °С).

Г. Деревянные конструкции

Детальные инструментальные обследования деревянных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, проводят в соответствии с рекомендациями для деревянных конструкций в обычных условиях. При этом замеряют глубину обугливания древесины Ноб и поверочным расчетом устанавливают остаточную несущую способность конструкции с ослабленным сечением элементов по действующим СНиП.

При отсутствии инструментальных данных по глубине обугливания Ноб ее значение определяют ориентировочно по формуле