CC BY
0
Научная статья УДК 69.059.2 EDN:FRZOZS
DOI: 10.21285/2227-2917-2023-3-501 -515
Оценка технического состояния стальных ферм покрытия большой чаши бассейна
А.М. Курицына1^, В.М. Камчаткина2, М.Т. Орлов3
12Братский государственный университет, г. Братск, Россия
3ООО «Аттестационный научно-технический центр Зевс», г. Иркутск, Россия
Аннотация. Цель работы - оценка технического состояния стальных ферм покрытия большой чаши бассейна «Дельфин» в г. Усть-Илимске и определение дальнейшей возможности эксплуатации конструкций. Оценка технического состояния предполагает установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций на основе сопоставления фактических значений количественно оцениваемых признаков со значениями этих же признаков, установленных проектом или нормативным документом. Объекты обследования - стальные фермы пролетом 15 м, расположенные в плане с шагом 6,0 м и условно разделенные на 2 группы: фермы усиления (Ф-1 и Ф-4) и фермы, существующие без усиления (Ф-2 и Ф-3). Выполнен анализ технической, исполнительной и эксплуатационной документаций, визуальный и измерительный контроль, поверочный расчет наиболее загруженных элементов фермы (в статье не приведен). Анализ полученных данных позволил сделать выводы о недопустимом и аварийном состоянии стальных ферм. Аварийное техническое состояние ферм Ф-2 и Ф-3 обусловлено тем, что несущая способность опорных раскосов ничем не обеспечена, и длина сварных швов крепления опорных раскосов является недостаточной. Недопустимое техническое состояние ферм усиления Ф-1 и Ф-4 обусловлено недостаточностью длины сварных швов крепления опорных раскосов, а также наличием отступлений от действующих норм ряда технических решений проекта усиления. Даны соответствующие рекомендации о возможности дальнейшей эксплуатации конструкций покрытия.
Ключевые слова: стальные фермы, визуальный и измерительный контроль, категория технического состояния, сварные швы, усиление
Для цитирования: Курицына А.М., Камчаткина В.М., Орлов М.Т. Оценка технического состояния стальных ферм покрытия большой чаши бассейна // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2023. Т. 13. № 3. С. 501-515. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2023-3-501-515. EDN: FRZOZS.
Original article
Technical evaluation of steel roof trusses for a large pool basin
Anna М. Kuritsyna1H, Varvara M. Kamchatkina2, Maksim T. Orlov3
12Bratsk State University, Bratsk, Russia
3Arba LLC "Certification Scientific and Technical Center Zeus", Irkutsk, Russia
Abstract. In this work, we carry out a technical evaluation of steel roof trusses for a large basin of the Del'fin pool in the city of Ust-Ilimsk with the purpose of determining their further operability. This task involves establishing the damage degree of building structures and the category of their technical condition based on a comparison between the actual values of quantifiable attributes and those established by the project or regulatory documents. The studied objects are represented by steel trusses with a span of 15 m, located in plan with a spacing of 6.0 m and conditionally divided into 2 groups: reinforcement trusses (F-1 and F-4) and existing trusses without reinforcement (F-2 and F-3). We analyze the technical, as-built, and operational documentation, and carry out visual and measuring control procedures. The verification calculation of the most loaded truss elements is presented (not provided in the
© Курицына А.М., Камчаткина В.М., Орлов М.Т., 2023 Том 13 № 3 2023
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate pp. 501-515_
ISSN 2227-2917
(Print) 401
ISSN 2500-154X 501 (online)
article). According to the analysis of the obtained data, the condition of the studied steel trusses can be concluded as unacceptable and emergency. The emergency technical condition of the F-2 and F-3 trusses is due to the unprovided bearing capacity of support brace struts and insufficient length of welds, fastening the support brace struts. The unacceptable technical condition of the reinforcement trusses F-1 and F-4 is due to the insufficient length of the welds, fastening the support brace struts, as well as the deviations in a number of technical solutions, outlined in the reinforcement project, from the current norms. Recommendations on the further operability of roof structures are provided.
Keywords: steel trusses, visual and measuring control, connecting elements, welded seams, semi-reinforcement farms
For citation: Kuritsyna A.M., Kamchatkina V.M., Orlov M.T. Technical evaluation of steel roof trusses for a large pool basin. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2023;13(3):501-515. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2023-3-501-515. EDN: FRZOZS.
ВВЕДЕНИЕ
Одной из важнейших проблем безопасности строительных объектов является своевременная оценка технического состояния несущих конструкций. Данная проблема является актуальной в случае повышенных нагрузок на несущие конструкции, возникшие уже в ходе строительства или эксплуатации от воздействия на конструкции природных и техногенных факторов - перепадов температур, ветровых и снеговых нагрузок, вибраций, аварий, пожаров, диверсий (взрывы) и т.д. [1].
Целью данной работы является оценка технического состояния стальных ферм покрытия большой чаши бассейна «Дельфин» в г. Усть-Илимске и определение дальнейшей возможности эксплуатации данных конструкций.
Актуальность выбранной темы продиктована необходимостью проверки технического состояния стальных ферм указанного выше объекта, с целью недопущения аварии.
Авторами [2] установлено, что большая часть работ1 [3-12 и др.] посвящена описанию обстоятельств конкретных аварий и реже выявлению их причин; чаще публикуются классификации причин аварий; нет исследований по оценке влияния на статистику аварий человеческого фактора, в частности ошибок в проектах, дефектов металлопроката, некачественного изготовления или монтажа, а также нарушений правил эксплуатации зданий и сооружений.
Необходимость проведения работ по диагностике технического состояния строительных конструкций зависит от состояния объекта и поставленных заказчиком задач [13]. Основанием для обследования могут быть сле-
дующие причины:
- наличие дефектов и повреждений конструкций, снижающих прочностные и дефор-мативные характеристики, как отдельных конструкций, так и всего здания в целом;
- реконструкция или изменения функционального назначения здания;
- установление целесообразности сноса здания или возможности его усиления и дальнейшей эксплуатации;
- выявление отступлений от проекта, снижающих несущую способность и эксплуатационные качества конструкций;
- отсутствие проектно-технической и исполнительной документации;
- деформация или осадка оснований;
- оценка состояния строительных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, стихийных бедствий природного характера или техногенных аварий;
- оценка состояния пригодности зданий для нормальной эксплуатации и возможности нахождения в них людей и др.
Влияние окружающей среды, увеличение нагрузок по сравнению с проектными, нарушение нормальных условий эксплуатации, в том числе недоработки на стадии проектирования и строительства приводят к изменению технического состояния конструкций зданий [14, 15].
В соответствии с техническим заданием выполнено обследование стальных ферм покрытия большой чаши бассейна «Дельфин», расположенного в г. Усть-Илимске на ул. Георгия Димитрова, 10А.
Оценка технического состояния стальных ферм включала в себя анализ технической, исполнительной, проектной и эксплуатацион-
1UFC 4-023-03. «Unified facilities criteria (UFC) Design of buildings to resist progressive Collapse». Department of Defense USA, 2016 // Pdfslide.net [Электронный ресурс]. URL: https://pdfsNde.net/documents/ufc-4-023-03-design-of-buildings-to-resist-progressive-collapse.html?page=1 (12.03.2023).
ISSN 2227-2917 Том 13 № 3 2023 спп (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 501-515
502 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 13 No. 3 2023 _(online)_pp. 501-515_
ной документаций, результатов предыдущих обследований, а также визуальный и измерительный контроль конструкций, который выполнялся с применением цифрового фотоаппарата, бинокля (5х), рулетки, штангенциркуля и лазерной рулетки.
Основные характеристики площадки: - район строительства - Иркутская обл., г. Усть-Илимск;
- расчетная сейсмичность по карте А ОСР-97 - 6 баллов по шкале MSK;
- нормативное значение веса снегового покрова (приложение К1 к СП 20.13330.2016 с изменениями) - 1,2 кПа.
Объекты обследования - стальные фермы покрытия пролетом 15 м, расположенные в плане с шагом 6,0 м. Схема расположения ферм представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема расположения стропильных ферм Fig. 1. The layout of the truss trusses
Том 13 № 3 2023 ISSN 2227-2917
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) cnt Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 503 pp. 501-515_(online)_
Рис. 2. Принципиальная схема ферм Fig. 2. Schematic diagram of truss trusses
Обследуемые фермы разбиты на две группы:
Первая группа: ранее смонтированные, не усиленные в процессе эксплуатации, фермы по осям «4» и «6»;
Вторая группа: усиленные в 2016 г. фермы по проекту шифра 12734-АС, разработанному ООО «ПромПроект» (г. Новосибирск), расположенные по осям «3» и «8». Усиление выполнено в связи с коррозией элементов фермы.
Фермы первой группы представляют собой двухуголковые фермы трапециевидного сечения с высотой (между осями верхнего и нижнего поясов) в коньке по результатам замеров - 1670 мм; на опорах - 940мм. Материал ферм - сталь 15ХСНД ГОСТ 19281-2014 (по результатам химанализа, выполненного ООО «Стройизыскания», 2016г.).
Согласно техническому паспорту БТИ, дата монтажа ферм - 1980 г.
Принципиальная схема ферм первой группы представлена на рис. 2.
Наиболее загруженные элементы не усиленных ферм выполнены из следующих конструкций:
- нижний пояс -—II— 100x8;
- верхний пояс - —II— 125x10;
- опорные раскосы - —II— 90x8.
ООО «АНТЦ Зевс» отмечает, что на момент настоящего обследования сталь 15ХСНД хотя и не входит в группу рекомендуемых сталей по ГОСТ 27772-152 согласно СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»3, но она используется для строительства мостов и согласно СП 43.13330.2012 «Мосты и трубы»4 расчетное сопротивление данной стали составляет = 3000 кгс/см2.
Фермы второй группы (оси «3» и «8», см. рис. 1) - усиленные путем возведения с обеих сторон от существующих ферм дополнительных аналогичных ферм по проекту ООО «ПромПроект».
Фермы усиления представляют собой зеркально расположенные одноуголковые фермы, обрамляющие существующие фермы, при этом расстояние в свету между уголками этих ферм составляет 310 мм. Схема усиления на разрезе указана на рис. 3.
Полуфермы усиления выполнены из стали С345 по ГОСТ 27772-2152, что соответствует стали 09Г2С с расчетным сопротивлением 3400 кгс/см2 - согласно СП 16.13330.20173
Полуфермы усиления связаны между собой по верхнему и нижнему поясу поперечными уголками 1_ 100х10 с шагом 3,0 м.
Для включения в работу конструкций усиления предусмотрена установка прокладок (стальные пластины 8 = 8 мм, установленные между нижним поясом существующей фермы и соединительным уголком конструкции усиления)
Сечения наиболее нагруженных элементов конструкции усиления следующие: -нижний пояс: —II— 125x10; -верхний пояс: —II— 125x12; -опорный раскосы: —II— 100x10. Согласно результатам обследования, выполненных ООО «Стройизыскания» (техотчет шифра 2375-16-ИО, 2016г.), постоянная нагрузка от кровли, стяжек, утеплителя варьируется в интервале 285 (в районе конька) * 427 кгс/м2 (в районе парапета). Постоянная нагрузка от материалов кровли представлена в таблице.
2ГОСТ 27772-15 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. М.: Стандарт, 2015.
3СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. М.: Кодекс, 2017.
4СП 43.13330.2012 Мосты и трубы. М.: Кодекс, 2013.
ISSN 2227-2917
(print) ISSN 2500-154X (online)
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate
Том 13 № 3 2023
с. 501-515 Vol. 13 No. 3 2023 pp. 501-515
Состав кровли говорит о том, что кровля неоднократно ремонтировалась без демонтажа ранее выполненных слоев кровли, что привело к увеличению нагрузки по сравнению с проектными значениями:
- в районе конька на 127 кг/м2 (49+78 - см. таблицу);
- в районе парапета на 303 кг/м2 (55+99+21+128 - см. таблицу).
На погонный метр ферм, при шаге ферм 6,0 м увеличение погонной нагрузки составит 127 6 = 762 кгс (в районе конька) и 303 6 = 1818 кгс/м.п - в районе парапета.
Вес 1 -го квадратного метра ребристой ж/бетонной плиты покрытия 1,5 х 6,0 м со-
ставляет согласно «Каталога изделий КБЖБ» -180 кг/м2.
ООО «АНТЦ «Зевс» отмечает, что за период с момента проектирования здания и до момента настоящего обследования увеличилось нормативное значение веса снегового покрова для г. Усть-Илимска со 100 кгс/м2 до 125 кгс/м2 (см. приложение К1 к СП 20.13330.20165 с изменениями 1,2). При коэффициенте надежности по нагрузке для снеговой нагрузки, увеличение расчетного значения нагрузки составит 1251,4 - 1001,4 = 35 кгс/м2 на погонный метр ферм, расчетная снеговая нагрузка возрастает на 356 = 210 кгс/м.п.
Рис. 3. Расположение ферм усиления на разрезе Fig. 3. Location of reinforcement trusses on the section
5СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. М.: Кодекс, 2017.
Том 13 № 3 2023 ISSN 2227-2917
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X pp. 501-515_(online)
Средняя и насыпная плотности материалов кровли здания в состоянии естественной влажности
Average and bu k density of building roof materials in a state of natural humidi y
№ участка, наименование конструкции, оси № слоя Наименование слоя Плотность в состоянии естественной влажности p, кг/м3 Толщина слоя t, м Постоянная нагрузка от слоя F, кг/м2 Общая постоянная нагрузка от покрытия IF, кг/м2
средняя насыпная
1 2 3 4 5 6 7 8
Участок № 1, кровля в осях И-К/3 1 Рубероид на битумной мастике (6 слоев) 1220 - 0,040 49 285
2 Асфальт 1953 — 0,040 78
3 Рубероид на битумной мастике (4 слоя) 1079 - 0,020 22
4 Асфальт 1863 — 0,060 112
5 Рубероид (3 слоя) 929 — 0,020 19
6 Пенополисти-рольная плита 57 — 0,100 6
Участок № 2, кровля в осях К-Л/3 1 Рубероид на битумной мастике (6 слоев) 1215 — 0,045 55 427
2 Асфальт 1981 — 0,050 99
3 Рубероид на битумной мастике (4 слоя) 1070 — 0,020 21
4 Асфальт 1823 — 0,070 128
5 Рубероид на битумной мастике (3 слоя) 1086 — 0,020 22
6 Асфальт 1799 — 0,040 72
7 Керамзитовый гравий - 688 0,045 31
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ
Диагностика технического состояния стальных ферм покрытия выполнялась визуальным и измерительным методами.
Для удобства описания материалов обследования принята следующая маркировка ферм (рис. 4).
При этом двухуголковые фермы условно разбиты на одноуголковые фермы - для удобства фиксации дефектов узлов.
Полуфермам со стороны оси «2» присвоен значок *.
Маркировка узлов ферм принята для полуферм по рис. 5 и 6, при этом узлы со значком * и без значка - зеркальны относительно вертикальной плоскости. Узел 10 - стык ниж-
него пояса ферм. Обследование конструкций и рассмотрение проектной документации выявило ряд нарушений действующих норм и рекомендаций по проектированию стальных ферм:
Нарушение 1. Согласно проекту, сварку рекомендовано выполнять электродами Э-42. Однако по действующим на момент проектирования и на момент настоящего обследования нормам для сталей класса С345 (09Г2С) с нормативным сопротивлением 345 Н/мм2 при расчетной температуре для г. Усть-Илимска -52 оС (согласно п. 4.2.3 СП 16.13330.20173 за расчетную температуру наружного воздуха принимается температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98 согласно
ISSN 2227-2917
(print) ISSN 2500-154X (online)
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate
Том 13 № 3 2023
с. 501-515 Vol. 13 No. 3 2023 pp. 501-515
СП 131.133306) рекомендуется выполнять сварку электродами Э50А.
Таким образом, рекомендованный проектом тип электрода не соответствует действующим нормам как по прочности сварного шва (Э42 вместо необходимого Э50), так и по хладноломкости (отсутствует индекс «А»), при этом расчетное сопротивления сварного шва Rwf снижается в 215/180 = 1,19 раза.
Нарушение 2. Техническое решение стыка нижнего пояса (узел 10, рис. 5 и 6) решено с применением поперечных сварных швов (рис. 7) также для приварки соединительных элементов поз. 11 применена сварка поперек нижнего пояса. При проектировании и изготовлении ферм, применение поперечных сварных швов для растянутых элементов за-прещено78 [17, 18].
Рис. 4. Маркировка ферм (полуферм) Fig. 4. Marking of truss trusses (semi-farms)
6СП 131.13330 Строительная климатология. М.: Кодекс, 2021.
7Стальные конструкции. Справочник конструктора. Раздел «Нормали». М.: Стройиздат, 1976.
8BS 5950. Structural use of steelwork in building: Part 1: Code of practice for design - Rolled and welded sections.
British Standards Institute, 2000.
Том 13 № 3 2023 ISSN 2227-2917
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X pp. 501-515_(online)
узел 9
Рис. 5. Маркировка узлов полуферм, расположенных со стороны оси «9»,
вид со стороны оси «9» Fig. 5. Marking of semi-farm nodes located on the side of the axis "9", view from the side of the axis "9"
узел 9*
Рис. 6. Маркировка узлов полуферм, расположенных со стороны оси «2»,
вид со стороны оси «2» Fig. 6. Marking of semi-farm nodes located on the side of the axis "2", view from the side of the axis "2"
Поперечные швы Поперечные швы
7 А лГ^
/ /4
} au* Y / _у__ >Г Г / > 1 к/ > > [ __р А г- с <
1= / / ÖC
j J
—J у > _i -- < <
Поперечные швы - 1350
15000
Рис. 7. Укрупнительный узел нижнего пояса фермы (узел 10, рис. 6 и 7) - проектное решение Fig. 7. The enlarging node of the lower belt of the farm (node 10, Fig.6 and 7) is a design solution
ISSN 2227-2917 Том 13 № 3 2023 ело (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 501-515
508 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 13 No. 3 2023 _(online)_pp. 501-515
Если поперечные сварные швы крепления соединительных элементов поз. 11 находятся на одной полке уголка фермы, то в укрупни-тельном стыке (узел 10) сварка «перерезает» обе полки уголка, что делает указанное отступление от действующих рекомендаций недопустимым. Фактически укрупнительный узел сделан несколько иначе, чем по проекту (сварщики отказались от выполнения потолочных швов, расположенные горизонтально соединительные пластины установлены по факту поверх горизонтальной полки), но поперечные швы остались на обеих полках уголков (рис. 8).
При этом качество сварных швов неудовлетворительное - катет сварного шва не постоянен по длине шва и фрагментами отсутствует.
Нарушение 3. В соответствии с проектом соединительные элементы, соединяющие раскосы и стойки полуферм усиления Ф-1
(Ф-1*) и Ф-4 (Ф-4*) привариваются с использованием поперечных сварных швов.
Данное техническое решение противоречит общепринятым принципам проектирования уголковых ферм: поперечные сварные швы поперек раскосов и стоек запрещены7 [16, 17]. В натуре соединительные элементы приварены в соответствии с проектом (рис. 9).
Нарушение 4. В проекте усиления ферм принято следующее решение о включении в работу ферм усиления совместно с ранее установленными фермами: путем подкладки дополнительных пластин толщиной 8 мм в районе нижних поясов.
Расположение указанных прокладок совпадает с местами расположения соединительных уголков (поз. 11) нижнего пояса ферм усиления (рис. 10).
Такое расположение прокладок обуславливает внеузловую передачу нагрузок на фермы усиления (рис. 11).
Рис. 8. Поперечные сварные швы укрупнительного узла нижнего пояса ферм Ф-1(Ф-1*) и Ф-4 (Ф-4*) Fig. 8. Transverse welds of the enlarging unit of the lower belt of farms F-1(F-1*) and F-4 (F-4*)
Рис. 9. Поперечные сварные швы крепления соединительных элементов раскосов и стоек, поз. 11. Fig. 9. Transverse welds of fastening of connecting elements of braces and racks, pos. 11.
Том 13 № 3 2023
с. 501-515 Vol. 13 No. 3 2023 pp. 501-515
Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate
ISSN 2227-2917
(print) ISSN 2500-154X (online)
Рис. 10. Расположение стальных прокладок 8 = 8 мм, совпадает с расположением соединительных элементов поз. 11. Вид снизу Fig. 10. The location of the steel gaskets 8 = 8 mm, coincides with the location of the connecting elements pos. 11. Bottom view
Рис.11. Внеузловая передача нагрузок от усиливаемых ферм (через прокладки 8 = 8 мм) на фермы усиления Fig. 11. Off-node transfer of loads from reinforced trusses (through spacers 8 = 8 mm) to reinforcement trusses
Внеузловая нагрузка на фермы ухудшает работу элементов нижнего пояса ферм усиления в связи с тем, что элементы нижнего пояса будут воспринимать не только растягивающие усилия, но и изгибающий момент.
Наличие изгибающих моментов в элементах ферм не рекомендовано пособиями по проектированию ферм (стр. 237, 238 [18]). Особенно вредны подобные моменты для одноугол-ковых ферм (как в нашем случае - полуфер-
ISSN 2227-2917 Том 13 № 3 2023 си л (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 501-515
510 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 13 No. 3 2023 _(online)_pp. 501-515
мы усиления являются одноуголковыми фермами). Визуальный осмотр показал, что передача нагрузки от усиливаемой фермы на фермы усиления проходят преимущественно через нижний пояс, т.к. в большинстве узлов между ребрами ребристых плит и верхним поясом ферм имеется зазор (рис. 12). Кроме
того, в связи с неузловой передачей нагрузки на фермы усиления, будут возникать изгибающие моменты и в элементах нижнего пояса усиливаемых ферм, так как реакции от ферм усиления, направленные вверх (так называемые упруго-проседающие опоры) будут расположены также не в узлах фермы.
Рис.12. Зазор между верхним поясом ферм усиления и ребрами ж/бетонных плит покрытия Fig. 12. The gap between the upper belt of reinforcement trusses and the ribs of reinforced concrete slabs of the coating
Нарушение 5. В проекте усиления при конструировании узлов длина сварного шва по перу практически равна длине шва по перу.
Следует отметить, что данное техническое решение является ошибочным, так как ось симметрии уголков располагается не по центру. В соответствии с нормами проектирования ферм ([18], стр. 234). Если же это требование нарушено, то, согласно [16] в элементах ферм возникают изгибающие моменты.
Нарушение 6. Согласно рекомендациям по проектированию ферм, фланговые швы должны заходить на торец уголка на 20мм с обеих сторон. В проекте это требование не выполнено.
Нарушение 7. Полуфермы усиления имеют собственные косынки и разнесены друг относительно друга на расстояние = 300 мм (см. рис. 3).
Следовательно, данные фермы необходимо проектировать как одноуголковые в соответствии с требованиями «Руководства по проектированию сварных ферм из одиночных уголков»9. В проекте косынка приварена не встык, а с наружной стороны вертикальной полки уголка (см. рис. 3).
За счет этого в верхнем поясе фермы будет возникать крутящий момент, а в раскосах
и стойках - изгибающий момент, действующий из плоскости фермы - от эксцентриситета между вертикальными осями косынки (фасон-ки) и осью уголка верхнего пояса (рис. 13). Момент будет действовать и на косынку (поперек фермы) в промежутке между опорным раскосом и верхним поясом. В проекте не предусмотрены дополнительные пластины соединения горизонтальных полок опорного раскоса с фасонкой опоры и с вертикальной полкой верхнего пояса.
Нарушение 8. Во всех обследуемых фермах выявлено несоответствие суммарной длины сварных швов проектным значениям. Такого рода нарушения зачастую приводят к дефектам повреждения категории «А» и «Б» согласно одной из общепринятых классификаций категорий опасности дефектов и повреждений. Дефекты и повреждения основных несущих конструкций категории «А», представляют непосредственную опасность их разрушения. Дефекты и повреждения категории «Б» не представляют при их обнаружении непосредственную опасность разрушения их несущих конструкций, но способны в дальнейшем вызвать повреждения других элементов и узлов или при развитии повреждения перейти в категорию «А».
руководство по проектированию ферм из одиночных уголков. М.: ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1977.
Том 13 № 3 2023 ISSN 2227-2917
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) л Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 511 _pp. 501-515_(online)_
Рис. 13. Эксцентриситет между осями фасонки и осью симметрии уголка в районе узла крепления опорного раскоса к верхнему поясу фермы. Аналогично - в районе опорного узла Fig. 13. The eccentricity between the axes of the plate made of sheet metal and the axis of symmetry of the angle in the area of the attachment point of the support brace to the upper belt of the truss.
Similarly, in the area of the reference node
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ всего комплекса данных, полученных при обследовании, позволяет сделать следующие выводы о техническом состоянии стальных ферм:
1. Согласно категориям технического состояния по СП 13-102-200310:
- усиленные фермы Ф1 и Ф4- недопустимое состояние;
- фермы Ф2 и Ф3 - аварийное состояние.
2. Недопустимое техническое состояние ферм Ф-1 и Ф-4 обусловлено недостаточностью длины сварных швов [19] крепления опорных раскосов; наличие отступлений от действующих норм ряда технических решений проекта усиления.
3. Аварийное техническое состояние ферм Ф-2 и Ф-3 обусловлено тем, что несущая способность опорных раскосов не обеспечена (согласно выполненному поверочному расчету, в статье не приведен), а также
недостаточна длина сварных швов крепления опорных раскосов.
4. Для приведения ферм в работоспособное состояние [20, 21] необходимо выполнить соответствующие мероприятия: усиление ферм Ф-2 и Ф-3 аналогично фермам Ф-1 и Ф-4 либо снижение нагрузки на кровлю путем полной замены кровли с максимальной нагрузкой от кровельного материала, утеплителя, стяжек, пароизоляции - до первоначальных значений = 170кгс/м2 без учета веса ж/б плит.
Как показывает практика проведения обследований зданий или сооружений, только на основе комплексных исследований с оценкой прочности материалов, выявлением дефектов и повреждений, сопоставлением соответствия нормативным и проектным документам, определением существующих и прогнозируемых нагрузок можно оценить их техническое состояние.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Главинский Д.В. Методика непрерывного автоматизированного мониторинга строительных конструкций покрытия в ледовом дворце «Уральская молния» // Предотвращение аварий зданий и сооружений: электронный журнал [Электронный ресурс]. URL: https://pamag.ru/pressa/metod-namskp (12.03.2023).
2. Дмитриева Т.Л., Кудрин В.Г., Деордиев С.В. Пути повышения эффективности исследований по авариям сооружений из стали // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2022. Т. 12. № 1 (40). С. 28-39. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2022-1-28-39. EDN: FJUNCR.
10СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений. М.: Кодекс, 2003.
ISSN 2227-2917 Том 13 № 3 2023 сип (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 501-515 512 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 13 No. 3 2023 _(online)_pp. 501-515
3. Беляев Б.И., Корниенко Д.С. Причины аварий стальных конструкций и способы их устранения. М.: Стройиздат, 1968. 206 с.
4. Шкинёв А.Н. Аварии на строительных объектах, их причины и способы предупреждения и ликвидации. М.: Стройиздат, 1966. 308 с.
5. Лащенко М.Н. Аварии металлических конструкций зданий и сооружений. Л.: Стройиздат, 1969. 183 с.
6. Сахновский М.М., Титов А.М. Уроки аварий стальных конструкций. К.: Будiвельник,1969. 200 с.
7. Мельников Н.П., Винклер О.Н., Махутов Н.А. Условия и причины хрупких разрушений строительных стальных конструкций // Elima.ru [Электронный ресурс]. URL: https://elima.ru/articles/?id=1025 (12.03.2023).
8. Беляев Б.Ф., Гимаев Г.А. О технических причинах аварий и повреждений строительных металлоконструкций промышленных зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 6. С. 20-21.
9. Тавкинь А.А. Основные причины аварий зданий и сооружений // Предотвращение аварий зданий и сооружений [Электронный ресурс]. URL: http://www.pamag.ru/pressa/prichina-avarii (12.03.2023).
10. Шишкина Н.А. Отношение общественности к эксплуатируемым строительным объектам // Предотвращение аварий зданий и сооружений: монография / под ред. К.И. Ерёмина. Магнитогорск, 2014. С. 7-18.
11. Четверик Н.П. Аварии и происшествия на строительных объектах - доколь? // Предотвращение аварий зданий и сооружений: монография / под ред. К.И. Ерёмина. Магнитогорск, 2014. C. 197-208
12. Kai Qian, Bing Li, Jia-Xing Ma Load-Carrying Mechanism to Resist Progressive Collapse of RC Buildings // Journal of Structural Engineering. 2015. Vol. 141. Iss. 2. P. 1046. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001046.
13. Стасева Е.В., Федина Е.В. Системный подход к мониторингу технического состояния зданий и сооружений // Инженерный вестник Дона. 2013. № 4. С. 172. EDN: SBLLIF.
14. Byfield M., Mudalige W., Morison C., Stoddart E. A review of progressive collapse research and regulations // Proceeding of the institution of civil engineers - Structures and Building. 2014. Vol. 167. Iss. 8. P. 447-456. https://doi.org/10.1680/stbu.12.00023.
15. Добромыслов А.Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. 256 с.
16. Родионов И.К., Родионов И.И. О некоторых результатах экспериментального исследования работы сжатых стержней с общими деформациями, усиливаемых с применением сварки // Градостроительство и архитектура. 2019. Т. 9. № 1. С. 10-14. https://doi.org/10.17673/Vestnik.2019.01.2. EDN: ICZPZU.
17. Родионов И.К., Родионов И.И. О результатах исследования сжатых деформированных составных стержней таврового сечения, усиливаемых с применением сварки // Градостроительство и архитектура. 2020. Т. 10. № 2. С. 4-9. https://doi.org/10.17673/Vestnik.2020.02.1. EDN: FODJFV.
18. Васильев А.А. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1979. 420 с.
19. Родионов И.К. Усиление сжатых стержней стальных ферм покрытия и сварочные деформации // Градостроительство и архитектура. 2017. Т. 7. № 3. С. 10-13. https://doi.org/10.17673/Vestnik.2017.03.2. EDN: ZXOLMJ.
20. Glanville J., Neville A., Somerville G. Reconstruction of industrial buildings // Bulletin of the Bauman Moscow state technical university. 1996. P. 203-208.
21. Alanne K. Selection of renovation actions using multi-criteria "knapsack" model // Automation in Construction. 2004. Vol. 13. Iss. 3. P. 377-391. https://doi.org/10.1016Zj.autcon.2003.12.004.
REFERENCES
1. Glavinsky D.V. Methodology of continuous automated monitoring of building structures of the coating in the ice palace "Ural lightning". Predotvrashchenie avarii zdanii i sooruzhenii: elektronnyi zhurnal. Available from: http://pamag.ru/src/predotvrashenieavarii_sdanii/predotvrashenie-avarii_sdanii.pdf [Accessed 12th March 2023]. (In Russ.).
2. Dmitrieva T.L., Kudrin V.G., Deordiev S.V. Approaches to enhancing the efficiency of research into accidents of steel structures. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost' = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate. 2022;12(1):28-39. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2022-1-28-39. EDN: FJUNCR.
3. Belyaev B.I., Kornienko D.S. Causes of accidents of steel structures and ways to eliminate them. Moscow: Stroiizdat; 1968. 206 p. (In Russ.).
4. Shkinev A.N. Accidents on construction objects, their causes and methods of prevention and elimination. Moscow: Stroiizdat;1966. 308 p. (In Russ.).
5. Lashenko M.N. Accidents of metal structures of buildings. Leningrad: Stroiizdat; 1969. 183 p. (In Russ.).
Том 13 № 3 2023
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate pp. 501-515_
ISSN 2227-2917
(print) -и,
ISSN 2500-154X 010 (online)
6. Sakhnovskii M.M., Titov A.M. Lessons of the accidents of steel structures. Kiev: Budivelnik;1969. 200 p. (In Russ.).
7. Melnikov N.P., Vinkler O.N., Makhutov N.A. Conditions and causes of brittle destruction ofbuilding steel structures // Elima.ru [Электронный ресурс]. URL: https://elima.ru/articles/?id=1025 [Accessed 12th March 2023]. (In Russ.).
8. Belyaev B.F., Gimaev G.A. On technical causes of accidents and damages to metal structures of industrial buildings. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo = Industrial and civil engineering. 2002;6:20-21. (In Russ.).
9. Tavkin A.A. The main causes of failures of buildings and structures. Predotvrashchenie avarii zdanii i sooruzhenii. Available from: http://www.pamag.ru/pressa/prichina-avarii [Accessed 12th March 2023]. (In Russ.).
10. Shishkina N.A. Public attitude to the operated construction objects. In: Prevention of accidents of buildings and structures. K.I. Eremin (Eds.). Magnitogorsk; 2014. p. 7-18. (In Russ.).
11. Chetverik N.P. Accidents and incidents at construction sites - how long? In: Prevention of accidents of buildings and structures. K.I. Eremin (Eds.). Magnitogorsk; 2014. p. 197-208. (In Russ.).
12. Kai Qian, Bing Li, Jia-Xing Ma. Load-Carrying Mechanism to Resist Progressive Collapse of RC Buildings. Journal of Structural Engineering. 2015;141(2):1046. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001046.
13. Staseva E.V., Fedina E.V. System approach to monitoring of a technical condition of buildings and constructions. Inzhenernyi vestnik Dona = Ingineering journal of Don. 2013;4:172. (In Russ.). EDN: SBLLIF.
14. Byfield M., Mudalige W., Morison C., Stoddart E. A review of progressive collapse research and regulations. Proceeding of the Institution of Civil Engineers - Structures and Building. 2014;167(8):447-456. https://doi.org/10.1680/stbu.12.00023.
15. Dobromyslov A.N. Diagnostics of damage to buildings and engineering structures. Moscow: PH of the Association of Construction Universities; 2006. 256 p. (In Russ.).
16. Rodionov I.K., Rodionov I.I. Results of experimental research of the work of compressed rods with general deformations, strengthened with welding. Gradostroitel'stvo i arkhitektura = Urban construction and architecture. 2019;9(1):10-14. (In Russ.). https://doi.org/10.17673/Vestnik.2019.01.2. EDN: ICZPZU.
17. Rodionov I.K., Rodionov I.I. Results of research of compressed deformed composite rods of t-section reinforced with welding. Gradostroitel'stvo i arkhitektura = Urban construction and architecture. 2020;10(2):4-9. (In Russ.). https://doi.org/10.17673/Vestnik.2020.02.1. EDN: FODJFV.
18. Vasilieva A.A. Metal structures. Moscow: Stroiizdat; 1979. 420 p. (In Russ.).
19. Rodionov I.K. Enhancing compressed rods of steel coating farms and their welding deformations. Gradostroitel'stvo i arkhitektura = Urban construction and architecture. 2017;7(3):10-13. (In Russ.). https://doi.org/10.17673/Vestnik.2017.03.2. EDN: ZXOLMJ.
20. Glanville J., Neville A., Somerville G. Reconstruction of industrial buildings. Bulletin of the Bauman Moscow state technical university. 1996:203-208.
21. Alanne K. Selection of renovation actions using multi-criteria "knapsack" model. Automation in Construction. 2004;13(3):377-391. https://doi.org/10.1016Zj.autcon.2003.12.004.
Информация об авторах
Курицына Анна Михайловна,
к.т.н., доцент кафедры
строительных конструкций
и технологии строительства,
Братский государственный университет,
665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40, Россия,
e-mail: [email protected]
https://orcid.org/0009-0003-5706-8460
Камчаткина Варвара Михайловна,
к.пед.н., доцент кафедры
строительных конструкций
и технологии строительства,
Братский государственный университет,
665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40, Россия,
e-mail: [email protected]
https://orcid.org/0000-0003-2687-3603
Information about the authors
Anna M. Kuricyna,
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of Departments of Building Structures and Construction Technologies, Bratsk State University, 40 Makarenko St., Bratsk 665709, Russia, e-mail: [email protected] https://orcid.org/0009-0003-5706-8460
Varvara M. Kamchatkina,
Cand. Sci. (Ped.), Associate Professor of Departments of Building Structures and Construction Technologies, Bratsk State University, 40 Makarenko St., Bratsk 665709, Russia, e-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-2687-3603
ISSN 2227-2917 Том 13 № 3 2023 сад (print) Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость с. 501-515 514 ISSN 2500-154X Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate Vol. 13 No. 3 2023 _(online)_pp. 501-515
Орлов Максим Томасович,
эксперт в области промышленной
безопасности,
ООО «АНТЦ «Зевс»,
665709, г. Братск, а/я 743, Россия,
e-mail: [email protected]
https://orcid.org/0009-0002-8783-3103
Вклад авторов
Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Информация о статье
Статья поступила в редакцию 19.05.2023. Одобрена после рецензирования 07.06.2023. Принята к публикации 09.06.2023.
Maksim T. Orlov
Expert in the field of industrial safety, LLC "Attestation Scientific and Technical Center Zeus", a/al 743, Bratsk 665709, Russia, e-mail: [email protected] https://orcid.org/0009-0002-8783-3103
Contribution of the authors
The authors contributed equally to this article.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and ap-proved by all the co-authors.
Information about the article
The article was submitted 19.05.2023. Approved after reviewing 07.06.2023. Accepted for publication 09.06.2023.
Том 13 № 3 2023 ISSN 2227-2917
с. 501-515 Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость (print) ЦЩ Vol. 13 No. 3 2023 Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real estate ISSN 2500-154X 5 1 5 pp. 501-515_(online)_
