CC BY
61
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Дудочкин Дмитрий Владимирович
заведующий группой отдела по экспертизе зданий и сооружений ЗАО НПО "Техкранэнерго"
г. Владимир, РФ Климов Дмитрий Александрович инженер отдела по экспертизе зданий и сооружений ЗАО НПО "Техкранэнерго"
г. Владимир, РФ Романович Алеся Николаевная ведущий инженер-проектировщик ООО «РАРОК»
г. Владимир, РФ E-mail: Levi-@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ ОБСЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КАРКАСОМ ПРИ ОТСУТСТВИИ
ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
Аннотация
В статье рассмотрены актуальные вопросы обследования и оценки технического состояния промышленных зданий с металлическим каркасом на примере здания цеха листового стекла ЗАО «Символ». Данный анализ технического состояния проводился с целью определения возможности восприятия дополнительных нагрузок от оборудования на существующий каркас здания в условиях отсутствия проектной документации. В статье приведены особенности обследования цеха, а так же даны рекомендации по его дальнейшей эксплуатации.
Ключевые слова
Обследование, металлический каркас, поверочный расчёт, несущая способность, полезная нагрузка.
Осенью 1992 года в России началась приватизация - тысячи государственных предприятий переходили в частные руки. В свете сложной экономической ситуации в стране появилась тенденция к строительству зданий на территориях предприятий без проектной документации, часто из имеющихся в распоряжении землевладельца строительных материалов. Такие здания нередко оставались заброшенными и находились в условиях ненадлежащей технической эксплуатации.
Примером подобного здания служит цех листового стекла, расположенный по адресу: Владимирская область, Гусь-Хрустальный район, г. Курлово, ул. Володарского, дом 1. Обследование проводилось с целью оценки технического состояния несущих и ограждающих конструкций цеха листового стекла на предмет определения возможности устройства на отметке +6.130 м пола с полезной нагрузкой равной 2500 кг/м2. Сложностью данного обследования являлось отсутствие проектной документации на здание.
Обследованное здание имеет размеры в плане 37х31 м. Высота от пола до карнизного узла рамы составляет 8,8 м. Ограждающие конструкции стен выполнены из навесных железобетонных панелей, часть ограждающих конструкций на момент обследования была демонтирована в виду неудовлетворительного состояния. Условно здание состоит из двух частей - одноэтажной и двухэтажной. Перекрытие второго этажа - сборные железобетонные плиты по металлическим балкам. Конструктивная схема здания - каркасная со стальными колоннами и балками. Обследование и оценка состояния конструктивных элементов была выполнена визуально и инструментально.
Для проведения более методичного и организованного обследования и оценки технического состояния здания было выделено несколько основных этапов работы, подробно рассмотренных ниже.
На первом этапе была изучена существующая техническая документация на обследованное здание, представленная копией технического паспорта объекта, а так же результатами инженерных изысканий проводимых в непосредственной близости к обследованной части здания.
Второй этап - проверка объемно-планировочных параметров конструкций. В обследованном здании были выполнены обмерные работы, позволившие определить геометрические параметры строительных конструкций и их элементов, общие объемно-планировочного решения самого здания, а также места расположения основных несущих конструктивных элементов. По результатам измерений был установлено, что несущие и ограждающие конструкции по своему расположению и размерам не являются типовыми. Обследованные строительные конструкции выполнены по месту и возведены хозяйственно-бытовым способом, о чём говорит хаотичное расположение и номенклатура балок междуэтажного перекрытия, а так же неравномерный шаг колонн. Следует отметить, что разнородность обследованных конструкций будет препятствовать дальнейшему нормальному техническому обслуживанию и эксплуатации здания и будет затруднять прогнозирование и предупреждение возможных аварийных ситуаций.
На третьем этапе были выявлены имеющиеся дефекты строительных конструкций, определён характер и степень повреждения конструктивных элементов, определены прочности материалов и выполнены поверочные расчёты несущих конструкций, а также была определена возможность устройства на отметке +6.130 м пола с полезной нагрузкой 2500 кг/м2. По завершению обследования элементов каркаса здания [3, с. 24], а так же фундаментов была сделана оценка их технического состояния.
Стальной каркас здания цеха листового стекла выполнен в виде однопролётной рамы. Стойки рамы выполнены из сварных двутавров сечением 300х470 мм. Ригель рамы выполнен двухскатным из двутавра сечением 45Б1. Высота от пола до карнизного узла рамы составляет 8,8 м, высота от пола до конькового узла рамы составляет 11,4 м. Согласно технологии производства высота от пола цеха (отм. +6.130 м) до низа стропильных конструкций должна составлять не менее 5 м. Однако при устройстве перекрытия на отметке +6.130 м высота до низа стропильных конструкций составит 2,8 м, что не позволит разместить производственные линии. Таким образом, стропильные конструкции здания подлежат демонтажу.
В двухэтажной части здания колонны выполнены спаренными из двух труб круглого сечения. По колоннам устроена балочная клетка на которую установлены ребристые плиты покрытия(см. рис.1). Применённые плиты покрытия являются типовыми и рассчитаны под нагрузку 1000 кг/м2. Плиты усилены в пролёте путём подведения двутавровой балки №32 высотой 320 мм. Плиты опираются на главные балки сечением 50Б1. Согласно выполненным поверочным расчётам балки перекрытия не обладают достаточной прочностью и жёсткостью для восприятия проектной нормативной нагрузки 3000 кг/м2. Для дальнейшей эксплуатации балок перекрытия потребуется их значительное усиление.
Рисунок 1 - Фрагмент стальной балочной клетки. Поверочным расчётом была проверена возможность использования существующих колонн под новое перекрытие на отметке +6,130 м и увеличения высоты второго этажа до 5 м. Согласно поверочного расчёта
использование существующих двутавровых колонн невозможно, так как колонны не обладают необходимой прочностью и устойчивостью и при приложении полной проектной нагрузки будут перегружены на 10...50%[1, с. 30].
В виду отсутствия проектной документации на здание, единственным способом установления типа фундамента было проведение работ по откопке шурфов [2, с. 148]. Для определения размеров фундаментов и глубины заложения было произведено вскрытие шурфов в пяти местах(см. рис.2).
Рисунок 2 - Фото шурфа №1.
Вскрытие шурфов показало, что фундаменты под колонны каркаса выполнены одноступенчатыми монолитным железобетонным. Подколонники у фундаментов отсутствуют. Стальные колонны опираются непосредственно на плиты, в результате чего скрытые под землёй части колонн получили сильные коррозионные повреждения. Размеры подошв фундаментов составляют 1,4x1,4 и 2,1x2,1 м. Глубина заложения фундаментов - 2,4 и 2,2 м от уровня поверхности земли. Ступени, увеличивающие подошву фундамента, отсутствуют. Откопка шурфов показала, что под подошвой обследованных фундаментов находится насыпной грунт, что подтверждается инженерно-геологическими изысканиями.
Согласно инженерно-геологическим изысканиям физико-механические характеристики насыпного грунта не нормируются. Поведение фундаментов установленных на такой грунт непредсказуемо. Однако учитывая длительность эксплуатации существующих фундаментов поверочные расчёты выполнялись с учётом опирания фундаментов на песок мелкий.
Согласно выполненным поверочным расчётам при устройстве нового перекрытия нагрузка на фундаменты возрастает многократно, и даже если пренебречь тем обстоятельством, что под подошвой фундамента располагается слой насыпного грунта, фундаменты окажутся перегруженными в 1,5.2 раза.
Следует отметить, что усиление фундаментов, стоящих на насыпном грунте, технически нецелесообразно, так как прочностные характеристики такого грунта не нормируются и предсказать эффективность усиления невозможно. Возведение новых опор для устройства перекрытия возможно, однако оно потребует демонтажа существующего перекрытия, а вновь устраиваемые фундаменты необходимо будет располагать с учётом существующих, что создаст дополнительную сетку колонн и связей в уровне первого этажа и не позволит эксплуатировать помещения в производственном режиме.
Из всего вышеизложенного был сделан вывод, что приведение существующих конструкций на новые технологические требования требует проведения повсеместных мероприятий по усилению, начиная с фундаментов и заканчивая покрытием, что по стоимости сопоставимо с новым строительством, а по трудоёмкости и сложности технических решений намного превосходит его.
Таким образом, в заключении хотелось бы отметить, что в данном случае использование существующих конструкций для установки новых производственных линий экономически и технически нецелесообразно, а замена существующих конструкций на новые позволит увеличить надёжность, срок
безаварийной эксплуатации и не будет требовать проведения капитальных ремонтов и усиление на срок до 30 лет.
Список использованной литературы:
1. Калинин А.А. Обследование, расчет и усиление зданий и сооружений. - Москва: Ассоциация строительных вузов, 2004. - 162 с.
2. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. - Москва: АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ», 1997. - 128 с.
3. ГОСТ Р53778-2010 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. - Москва: 2010. - 78 с.
© Дудочкин Д.В., Климов Д.А., Романович А.Н., 2015
Духов Дмитрий Геннадьевич
заведующий группой отдела по экспертизе зданий и сооружений ООО "ТехкранТест" г. Владимир, РФ Клещунов Ян Янович главный инженер проекта ООО «РАРОК»
г. Владимир, РФ E-mail: yankleschunov@yandex.ru Колгудаев Андрей Николаевич заведующий группой отдела по экспертизе зданий и сооружений ЗАО НПО "Техкранэнерго"
г. Владимир, РФ
К ВОПРОСУ ОБСЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ВЗРЫВООПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Аннотация
В статье приведены результаты обследования производственного здания, находившегося в эксплуатации более 68 лет. В здании расположено производство капсюль -воспламенителей. Приведено подробное описание конструкций промышленного здания общепринятых для зданий, возведенных в 1941 г. Выявлены повреждения несущих конструкций. Даны рекомендации по ремонту и восстановлению работоспособности основных элементов промышленного здания.
Ключевые слова
Взрывоопасное производство, монолитные железобетонные стены, плиты полые утепленные асбестоцементные (ЦНИПСа), дворики, протечки, гидрофобизирующий состав, высокоподвижный быстротвердеющий состав, дальнейшая нормальная эксплуатация.
Обследуемое производственное здание возведено в 1941 г. и предназначено для производства капсюль-воспламенителей. Расположено во Владимирской области. Здание непрерывно эксплуатируется до настоящего времени, и поэтому возникла необходимость проведения капитального ремонта. Так как производство капсюль-воспламенителей относится к взрывоопасным производствам, то конструктивное и объемно-планировочное решение здание призвано минимизировать ущерб в случае взрывной волны, поэтому здание выполнено одноэтажным, с монолитными конструкциями большой прочности,
