10618
.pdf10
–определение усилий от расчетных нагрузок каждого загружения и от их сочетаний с применением не менее двух сертифицированных программ для ЭВМ;
–составление итогового документа с выводами по результатам обследования;
–составление (или уточнение существующего) паспорта на здание (сооруже-
ние).
Примечания:
1) Особенности анализа качества стали.
Если, при очередном плановом обследовании конструкций здания (сооружения) установлено техническое состояние на уровне ограниченно работоспособного или ниже, то следует определять качество стали, из которой изготовлены конструкции с целью возможного выявления резервов технических характеристик.
При этом по мере необходимости нужны следующие технические характеристики стали по механическим свойствам, по химическому составу и марка стали:
–прочность: по пределу текучести и временному сопротивлению на разрыв об-
разцов;
–пластичность: по относительному удлинению и относительному сужению при испытании стандартного образца на растяжение (разрыв);
–склонность к хрупкому разрушению: по величине ударной вязкости при температуре эксплуатации;
–химический состав и свариваемость (для выполнения усилений с применением
сварки);
–марка стали (на основании сопоставления вышеперечисленных технических характеристик и химического состава с нормами действующих стандартов).
2)По результатам прочностных испытаний образцов ( σТ , σв ) устанавли-
вают расчетные сопротивления стали Ry = σT 
γm , Ru = σв 
γm , где γm − коэф-
фициент надежности по материалу принимается в зависимости от периода выплавки стали: для конструкций, изготовленных до 1932 г., а также для сталей с σТ < 215
МПа − γm = 1,2; для конструкций 1932…1982 гг изготовления с σТ < 380 МПа
γm = 1,1; с σТ > 380 МПа − γm = 1,15; для конструкций, изготовленных после
1982 г. − γm следует принимать по [5] или по [13] с учетом срока действия этих норм.
3)Для элементов конструкций, имеющих коррозионный износ с потерей бо-
лее 25% площади поперечного сечения или остаточную после коррозии толщину ≤ 5
11
мм, расчетные сопротивления следует умножать на коэффициент γα = 0,95 - для сла-
боагрессивных, = 0,9 – для среднеагрессивных, = 0,85 – для сильноагрессивных сред
[4].
4)Для выявления состояния сварных швов их очищают от окалины и пыли
испециальными шаблонами замеряют катеты. Поверхность швов тщательно обследуется с применением лупы в местах возможного появления трещин. В сомнительных случаях поверхность шва протравливается растворами, а после просушки смачивается керосином, что позволяет установить вероятное наличие трещин [4].
5)Состояние болтов и заклепок в расчетных соединениях контролируется молотком. При ударе ослабленные заклепки и незатянутые болты подают глухой, дребезжащий звук. Контроль натяжения болтов в сдвигоустойчивых соединениях проверяют тарировочным ключом [9].
6)Расчетные сопротивления сварных швов, болтов и заклепок в соединениях, подлежащих усилению, учитывают по проекту, а при отсутствии достаточных све-
дений по [5, п. 18.2].
1.5. Общие правила мониторинга технического состояния конструкций зда-
ний и сооружений
Основные цели и содержание мониторинга технического состояния зданий и сооружений состоят в следующем [2]:
− непрерывное обеспечение безопасного функционирования зданий и сооруже-
ний повышенной ответственности путем своевременного обнаружения на ранней стадии негативных изменений напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций и оснований, которые могут повлечь переход таких объектов в ограниченно работоспособное состояние;
− отслеживание скорости изменения технического состояния конкретного объ-
екта и разработка Технического Задания на обследование и вероятное усиление; − выявление конструкций, в которых ухудшается напряженно-деформированное
состояние НДС и принятие мер по его стабилизации.
Для введения мониторинга технического состояния объекта или несущих конструкций в нем составляется Техническое Заключение и Программа, в которых указываются виды работ, периодичность наблюдений и общая продолжительность мониторинга.
а) Общий мониторинг
12
Его проводят для выявления объектов, изменение НДС которых требует проведения обследования их технического состояния на основе результатов детального мониторинга здания или сооружения. В зависимости от процентного изменения НДС ( < 10% ) определяют категорию работоспособности объекта и соответствующие действия по обследованиям. С этой целью выполняют предварительное обследование на уровне визуального осмотра конструкций и намечают Программу детального мониторинга данного объекта, как ограниченно работоспособного.
б) Особенности детального мониторинга здания (сооружения) при ограниченно работоспособном состоянии
Данный мониторинг проводится с целью накопления информации для разработки программы детального обследования здания (сооружения), находящегося в ограниченно работоспособном состоянии, и предусматривает, как правило, следующие действия:
−контроль изменений НДС в несущих конструкциях;
−проверку крена здания (сооружения) во времени вдоль основных осей;
−определение периода основного тона собственных колебаний вдоль основных
осей;
− определение логарифмического декремента основного тона собственных коле-
баний вдоль основных осей; − на основе результатов анализа полученных выше показателей уточнение кате-
гории технического состояния;
−утверждение Технического Задания и Программы обследования и усиления конструкций.
в) Особенности мониторинга эксплуатируемых зданий (сооружений) в зоне влияния нового строительства
Как показывает опыт такого «нового строительства», необеспеченного достаточными расчетами и техническими решениями по защите близко расположенных эксплуатируемых зданий (сооружений), последние получают недопустимые крены, деформации и трещины, создающие ситуации, близкие к аварийным.
Чтобы этого не допустить, следует выполнять следующие виды работ:
−проводить мониторинг деформаций эксплуатируемого здания (сооружения),
попадающего в зону влияния;
13
− выявить причины возникновения и степень опасности выявленных деформа-
ций для нормальной эксплуатации здания (сооружения) в зоне влияния «нового строительства»;
−разработать и выполнить необходимые мероприятия по остановке допущенных деформаций основания эксплуатируемого здания (сооружения) в зоне влияния;
−продолжить мониторинг поведения конструкций эксплуатируемого здания
(сооружения) до стабилизации деформаций;
−выполнить усиление (ремонт) конструкций эксплуатируемого здания в зоне
влияния.
Для наблюдения за деформациями закладывают настенные и грунтовые реперы
ипроверяют их показания с установленным интервалом (в часах, минутах) с фиксированием в соответствующем журнале наблюдений.
По материалам измерений, вычислений и других замеренных данных составляют Заключение о техническом состоянии эксплуатируемого здания (сооружения) в зоне влияния.
Подробнее об особенностях мониторинга рассматриваемых объектов можно ознакомиться в ГОСТ Р53778 (с. 25…28) [2].
г) Особенности мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений
Уникальные здания и сооружения относятся к объектам высокого и особо высокого уровня ответственности (1а, 1б) и согласно [1, п. 9.5] для них должно предусматриваться научное сопровождение и мониторинг при возведении и эксплуатации.
Цель мониторинга таких объектов – обеспечение безопасного функционирования, как экспериментальных, не обеспеченных достаточным набором нормативных документов как для проектирования, так и строительства.
Результаты мониторинга – основа для эксплуатации уникальных объектов. Содержание мониторинга:
−контроль за изменениями НДС конструкций и оснований по специальной про-
грамме;
−составление индивидуальной программы проведения измерений специальной инструментальной диагностикой в зависимости от особенностей конструктивного решения конкретного здания (сооружения);
−анализ получаемой информации для разработки необходимых мероприятий по устранению негативных процессов;
14
− обоснование обследований технического состояния выявленных опасных уча-
стков конструкций.
Для выполнения диагностики конструкций и основания уникального здания (сооружения) применяют автоматизированные станции мониторинга, которые выполняют следующие задачи:
−контроль изменения НДС конструкций с локализацией опасных участков;
−определение уровня крена здания (сооружения), деформаций, давления на ос-
нование и т.д.;
−комплексную обработку проводимых измерений;
−анализ изменений параметров диагностики;
−сравнение получаемых изменений с предельно допустимыми.
По результатам мониторинга выдается Заключение по установленной форме. Подробнее о мониторинге уникальных объектов можно ознакомиться в ГОСТ
Р53778 (с. 28…29).
1.6. Общие выводы по плановому контролю за техническим состоянием
эксплуатируемых зданий и сооружений
− Плановый контроль за техническим состоянием конструкций зданий (соору-
жений) имеет важное значение для снижения риска аварий, продления жизненного цикла и снижения затрат на вынужденные ремонты и усиления конструкций и оснований.
−Комплексное обеспечение безопасной эксплуатации зданий (сооружений) включает следующий набор показателей: состояние оснований, состояние конструкций, состояние систем инженерного обеспечения, - позволяющих своевременно противодействовать угрозам разного характера.
−Оценку показателей безопасной эксплуатации получают путем проведения со-
ответствующих обследований и мониторинга в зависимости от степени ответственности здания (сооружения), на основании которых разрабатывают и реализуют мероприятия по устранению выявленных повреждений и обеспечению дальнейшей нормативной эксплуатации.
1.7.Основные причины аварий зданий и сооружений и их предупреждения
впериод эксплуатации
Обобщая опыт аварий эксплуатируемых зданий (сооружений), в [6] отмечается, что при авариях имеет место стечение целого ряда неблагоприятных факторов. Иногда бывает трудно правильно установить причину аварии и отделить ее от следствия. Та-
15
ким образом, недостатки, допущенные при проектировании, взаимодействуют с ошибками при монтаже и становятся первопричинами при неправильной эксплуатации:
− временная перегрузка снегом кровли производственных зданий вдоль фонарей
(пример больших прогибов прогонов на крыше промздания одного из заводов в г. Чебоксары);
−непродуманная очистка кровли от снега с образованием большой массы снега на небольшом участке;
−постоянная дополнительная неучтенная проектом нагрузка от производствен-
ной пыли, часто увлажненной; − подвеска к конструкциям временных грузов при ремонте оборудования, не-
предусмотренных проектом;
−вырезка связей для пропуска технологических трубопроводов;
−коррозия стали под слоями краски (пример – обрушение покрытия в плава-
тельном бассейне пос. Чусовое Пермской области через полтора года после обследования в период эксплуатации);
− консервирование отопления производственных зданий в связи со спадом про-
изводства (пример с аварией покрытия механического цеха на ОАО «Сетка» Володарского района г. Дзержинска в 1998 году; как оказалось, первопричиной были недостатки в сборке монтажных узлов покрытия);
− опасные колебания фахверковых колонн в торце кузнечного цеха (ОАО «Завод химического оборудования «Заря») от влияния продольной силы на крановые упоры подкрановых путей.
В [6, 7, 8] приведены различные виды аварийного состояния производственных зданий и сооружений, вызванные ошибками проектирования и монтажа, но проявившиеся в период эксплуатации (см. табл. 1) [6, с. 16…17].
Для недопущения перечисленных выше аварийных состояний зданий (сооружений) необходимо повысить уровень служб эксплуатации. Все работники служб эксплуатации, отвечающие за нормальную эксплуатацию зданий (сооружений), обязаны детально знать и постоянно изучать вверенные им объекты. На каждый объект должны быть заведены учетные карты, содержащие все сведения об объекте. В отделе эксплуатации должны храниться все проектные материалы по каждому объекту. Работы по текущему содержанию имеют цель – предупредить неисправности и устранить их в самом начале развития. Периодический осмотр должен производиться не менее одного
16
раза в год с составлением акта о техническом состоянии. В установленном порядке служба эксплуатации планирует плановые и внеплановые обследования (см. [4, 6]).
21
КЛАССИФИКАЦИЯ АВАРИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Аварии металлических конструкций
|
|
|
|
|
|
|
Авария — наступление предельного состояния |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ущей способности |
|
|
II – чрезмерное развитие деформаций |
|
|
|
|
III – |
образование трещин |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
5 |
|
6 |
|
|
Потеря устойчивости (об- |
Неудачные проектные ре- |
Неправильности, допущенные |
Неправильности, допу- |
Аварии в результате |
|||||||||||||||||||
щая, местная изгибно- |
шения и отступления от |
|
при изготовлении и монтаже |
щенные при эксплуата- |
усталости металла и |
||||||||||||||||||
|
крутильная) |
|
|
|
проекта |
|
конструкций |
|
|
ции конструкций |
вибраций |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 3 4 5 6 7 8 |
|
|
|
1 2 6 7 |
|
|
1 2 |
|
|
|
|
1 2 |
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Как |
средство |
|
перегрузки |
Хрупкое |
разрушение |
в |
Неправильное |
выполнение |
Подвеска к |
конструкци- |
Усталостные, |
разру- |
|||||||||||
(1)▼ |
|
|
|
|
|
результате |
применения |
сварки в зимнее время▼ |
|
|
ям различного вида до- |
шения▼ |
|
|
|||||||||
Отсутствие |
|
надлежащей |
хладноломких сталей▼ |
|
Неправильная строповка |
|
|
полнительного |
оборудо- |
Разрушения от старе- |
|||||||||||||
развязки |
сжатых |
поя- |
Хрупкое разрушение свар- |
Неправильный, порядок на- |
вания▼ |
|
|
ния |
|
|
|||||||||||||
сов▼ |
|
|
|
|
|
ных швов ▼ |
|
|
ложения сварных швов, не- |
Отсутствие |
периодиче- |
Вибродинамическое |
|||||||||||
Недостаточное количество |
Замена |
одних |
профилей |
качественная сварка▼ |
|
|
ского осмотра состояния |
действие |
кранов, |
||||||||||||||
или |
несвоевременная |
другими▼ |
|
|
|
Дефекты хранения и транс- |
конструкций |
|
подвижного состава |
||||||||||||||
расстановка связей (по- |
Недостаточная |
прочность, |
портировки конструкций |
|
|
Перегрузка снегом, про- |
и т. п. |
|
|
||||||||||||||
стоянных |
|
и |
времен- |
жесткость |
и |
устойчи- |
Дефекты укладки |
сборных |
изводственной пылью▼ |
|
|
|
|||||||||||
ных)▼ |
|
|
|
|
|
вость▼ |
|
|
|
|
железобетонных плит покры- |
Коррозия стали |
|
|
|
|
|||||||
Большая гибкость элемен- |
Неудачный выбор рас чет- |
тия▼ |
|
|
|
|
|
Ошибки, |
допущенные |
|
|
|
|||||||||||
тов, эксцентричное при- |
ной схемы (несоответст- |
Неправильная временная рас- |
при реконструкции со- |
|
|
|
|||||||||||||||||
ложение нагрузки▼ |
|
|
вие действительной рабо- |
чалка конструкций |
|
|
|
оружений |
и |
усилении |
|
|
|
||||||||||
Нарушение ППР▼ |
|
|
те конструкции) |
|
Отступления от ППР, глав- |
конструкций |
|
|
|
|
|||||||||||||
Наличие вмятин и погну- |
Несоответствие |
чертежей, |
ным образом, монтаж конст- |
Увеличение нагрузки без |
|
|
|
||||||||||||||||
тостей |
|
|
|
|
|
выполненных |
в стадиях |
рукций до приемки нулевого |
усиления |
конструкций, |
|
|
|
||||||||||
Податливость |
монтажных |
КМ и КМД |
|
|
|
цикла▼ |
|
|
|
|
|
без регулирования в них |
|
|
|
||||||||
стыков |
|
|
|
|
|
Наличие |
концентраторов |
Неправильный выбор способа |
напряжений |
|
|
|
|
|
|||||||||
Несвоевременная или |
не- |
напряжений' |
|
|
и порядка монтажа |
|
|
|
Отсутствие защиты кон- |
|
|
|
|||||||||||
правильная |
|
|
анкеровка |
Примитивный |
прибли- |
Повторные производственные |
струкций, работающих в |
|
|
|
|||||||||||||
опор |
|
|
|
|
|
женный расчет конструк- |
операции: расклепка, по- |
агрессивных средах |
|
|
|
||||||||||||
Температурные |
деформа- |
ций |
|
|
|
|
вторная склепка и т. п. |
|
|
Устройство |
не преду- |
|
|
|
|||||||||
ции при неудачном за- |
Неудачное конструктивное |
Применение |
некачественных |
смотренных |
|
проектом |
|
|
|
||||||||||||||
креплении связей |
|
|
решение, главным обра- |
материалов▼ |
|
|
|
|
отверстий и лазов |
|
|
|
|||||||||||
Недостаточная |
толщина в |
зом, узлов сопряжений▼ |
Низкое качество изготовления |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
листовых конструкциях |
Занижение . |
расчетной |
конструкций▼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Искажение |
|
геометриче- |
нагрузки по сравнению с |
Низкое качество монтажа▼ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ской формы (в резервуа- |
реальной ▼ |
|
|
|
Недооценка |
монтажных |
|
на- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
рах, баках и т. п. конст- |
Недооценка |
|
жесткости |
грузок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
рукциях) |
|
|
|
|
|
узлов,внецентренное |
|
Несвоевременная |
постановка |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Неудачное крепление вант, |
прикрепление элементов |
|
связей жесткости▼ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
оттяжек |
|
|
|
|
|
Невыполнение, |
требова- |
Изгиб косынок |
в |
плоскости |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Как |
следствие |
неудачной |
ний ремонтопригодности |
наименьшей |
жесткости |
при |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
строповки |
при монтаже |
(см. § 10) |
|
|
|
небрежном выполнении мон- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
(4) |
|
|
|
|
|
|
Низкая квалификация |
|
тажа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Включение в проект новых |
исполнителей |
|
|
Устройство не предусмотрен- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
инженерных решений без |
Отсутствий; |
авторского |
и |
ных проектом |
отверстий и |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
достаточной эксперимен- |
технического надзора |
|
лазов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
тальной проверки |
|
|
|
|
|
|
|
Невыполнение |
требований |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Ошибки в расчетах |
|
|
|
|
|
|
|
ремонтопригодности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Ошибки в чертежах▼ |
|
|
|
|
|
|
|
Ввод в эксплуатацию конст- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рукций с существенными не- |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
достатками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К РАЗДЕЛУ 1.
1.ГОСТ 27751-2014. Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения [Электронный ресурс]. – Введ. 11.12.14. – Режим доступа : КонсультантПлюс. Технические нормы и правила. Строительство.
2.ГОСТ Р53778-2010. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. – Введ. 25.03.2010. – Москва : Стандартинформ, 2010. – 61 с.
3.СП 53-102-2004. Свод правил по проектированию и строительству. – Введ. 01.01.2005. –
Москва : ЦПП, 2005. – 131 с.
4.СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. – Введ. 21.08.2003. – Москва : Госстрой России, 2003. – 25 с.
5.СП 16.13330 – 2011. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23- 81* : утв. 27.12.10 : введ. в д. 20.05.2011 / Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир.
ред. – Москва : ЦПП, 2011. – 172 с. : ил.
6.Лащенко, М. Н. Аварии металлических конструкций зданий и сооружений / М. Н. Лащенко. – Ленинград : Изд-во лит по стр-ву, 1969. – 184 с. : ил.
7.Сахновский, М. М. Уроки аварий стальных конструкций / М. М. Сахновский, А. М. Титов. – Киев : Будивельник, 1969. – 200 с. : ил.
8.Беляев, Б. И. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения / Б. И. Беляев, В. С. Корниенко. – Москва : Стройиздат, 1968. – 206 с. : ил.
9.Проектирование металлических конструкций. Спец. курс : учеб. пособие для вузов / В. В. Бирюлев, И. И. Кошин, И. И. Крылов, А. В. Сильверстов. – Ленинград : Стройиздат, 1990. – 432 с. : ил.
10.Бойко, М. Д. Диагностика повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий / М. Д. Бойко. – Ленинград : Стройиздат, 1975. – 336 с. : ил.
11.Валь, В. Н. Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции / В. Н. Валь, Е. В. Горохов, Б. Ю. Уваров. – Москва : Стройиздат, 1987. – 220 с. : ил.
12.Плевков, В. С. Оценка технического состояния, восстановление и усиление строительных конструкций инженерных сооружений: учеб. пособие / В. С. Плевков, А. И. Малыганов, И. В. Балдин. – 2- е изд. перераб. и доп. – Москва : АСВ, 2014. – 328 с.
13.СНиП II -23-81*. Стальные конструкции / Госстрой СССР. – Москва : ЦИТП Гсстроя
СССО, 1990. – 96 с.
4
14.Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Конструкции зданий : учеб. для строит. вузов / под ред. В. В. Горева. – Москва : Высш. шк., 1999. – 528 с. : ил.
15.Бельский, М. Р. Усиление металлических конструкций под нагрузкой / М. Р. Бельский.
– Киев : Будивельник, 1975. – 120 с.
16.Бадьин, Г. М. Усиление строительных конструкций при реконструкции и капитальном ремонте зданий : учеб. пособие / Г. М. Бадьин, Н. В. Таничева. – Москва : АСВ, 2013. –
112с.
17.Реконструкция зданий и сооружений : учеб. пособие для строит. спец. вузов / А. Л. Шагин, Ю. В. Бондаренко [и др.] ; под ред. А. Л. Шагина. – Москва : Высш. шк., 1991. –
352с. : ил.
18.Федоров, В. В. Реконструкция и реставрация зданий : учебник / В. В. Федоров. – Мо-
сква : ИНФРА-М, 2014. – 208 с.
19.Бедов, А. И. Оценка технического состояния, восстановление и усиление оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений : учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 1. Обследование и оценка технического состояния оснований и строительных конструкций / А. И. Бедов, В. В. Знаменский, А. И. Габитов ; под ред. А. И. Бедова. – Мо-
сква : АСВ, 2014. – 704 с.
20.СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85* / Минрегион России. – Изд. офиц., актуализир. ред. – Москва : ЦПП, 2011. –
78 с.