I - искривление стержня; 2 - трещина в фасонке; 3 - прогиб полки уголка; 4 - отсутствие соединительных прокладок между уголками; 5 - расцентровка в узле
вышение постоянных и снеговых нагрузок, действующих на них, над проектными. Причиной значительных прогибов в плоскости скатной составляющей может также служить отсутствие или плохое закрепление тяжей. В условиях средне- и сильноагрессивной среды возможны коррозионные повреждения.
Стропильные фермы. Основные дефекты и повреждения показаны на рис. 17.1. Наиболее часто наблюдается искривление стержней. Если число искривленных растянутых и сжатых стержней примерно одинаково, то можно считать, что причиной этого дефекта является действие остаточных сварочных напряжений при изготовлении ферм. Если больше искривлено сжатых стержней, то это свидетельствует о том, что повреждения - результат работы под нагрузкой, и несущая способность стержней не обеспечена. Причиной может быть превышение нагрузок или недостаточное сечение элементов.
Наибольшую опасность представляет трещина в фасонке, которая может появиться при изготовлении или монтаже фермы. Появлению трещины способствуют близкое расположение элемента решетки фермы к поясу (<40 мм) в сочетании с обваркой торцов уголков, а также низкое качество стали фасонок.
Проверки расчетом требуют дефекты изготовления и монтажа ферм: отсутствие или недостаточное число соединительных прокладок между уголками, внеузловое опирание прогонов или панелей покрытия, расцентровка стержней решетки в узлах ферм. При отсутствии соединительных прокладок между уголками в сжатых стержнях не обеспечивается их совместная работа, увеличивается гибкость и в результате снижается несущая способность. Вне-узловое опирание прогонов или панелей покрытия, расцентровка в узлах приводят к появлению изгибающих моментов в стержнях ферм. В условиях средне- и сильноагрессивных сред возможны коррозионные повреждения стержней и узлов ферм.
Подкрановые балки. Долговечность подкрановых балок в основном определяется интенсивностью работы мостовых кранов. При кранах режимных групп 1К-5К подкрановые балки после значительного срока эксплуатации (40 лет и более) обычно не имеют существенных повреждений. Подкрановые балки являются наиболее повреждаемыми конструкциями в зданиях с мостовыми кранами тяжелого и весьма тяжелого режимов работы (группы ре-
И111ЫИ..............
1 \
\.....И
1......Ill......null"
Рис. 17.2. Дефекты и повреждения подкрановых балок
I - трещина в поясном шве; 2 - треищна в поясном шве, переходяш/ая на стенку; 3 - трещина в сварных швах крепления ребер жесткости к верхнему поясу балки; 4 - прогиб верхнего пояса
жима 6К-8К). Первые повреждения появляются в них через 3-5 лет эксплуатации, а срок службы не превышает 8-12 лет.
Основные дефекты и повреждения подкрановых балок показаны на рис. 17.2. Наиболее характерное повреждение балок - трещины в верхнем поясном шве и околошовной зоне, а также в швах крепления ребер жесткости к верхнему поясу балки. Эти трещины носят усталостный характер. Появлению их способствуют непровары швов, эксцентриситеты релы:а, удары колес крана на стыках рел1>сов, имеющих зазоры и перепады высот. Остальные повреждения являются, как правило, результатом некачественной эксплуатации.
Связи. К основным повреждениям связей по покрытию относятся: искривление и отсутствие элементов, а также отсутствие болтов крепления связей к фермам. Все это - результат низкого качества монтажа и эксплуатации конструкций. Особенно опасны повреждения горизонтальных поперечных связей по нижним поясам в торцах здания, отсутствие или повреждение распорок по верхним поясам ферм под фонарем и распорок по нижним поясам ферм, закрепляющих опорную панель нижнего пояса из плоскости, при жестком сопряжении ригеля с колонной. Повреждения вертикальных связей между колоннами (местные прогибы, искривления) могут быть результатом случайных механических воздействий при монтаже и эксплуатации. Возможны повреждения и разрушение связей вследствие температурных воздействий (особенно при наличии неразрезных подкрановых балок).
17.1.3. Резервы несущей способности. Под резервом несущей способности понимают отношение усилий {S-N)/S (S - несущая способность, N - расчетное усилие) или напряжений в конструкциях {R - ё /R {R - расчетное сопротивление, S - напряжение от расчетных нагрузок).
Резервы несущей способности выявляются в результате уточненных расчетов, в которых более полно и правильно учитываются факторы, определяющие несущую способность конкретной конструкции: нагрузки, прочность стали, расчетная схема.
Перерасчет существующих конструкций по действующим нормам может выявить резервы несущей способности в результате совершенствования нормативных документов за время, прошедшее с начала проектирования здания.
Уточнение нагрузок. Уточнение действующих нагрузок и воздействий проводится на основании анализа технической документации и технологи-
Валь В.Н., Горохов Е.В., Уваров Б.Ю. Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции. - М.: Стройиздат, 1987.
ческого процесса, а также данных ближайших метеостанций и натурного обследования. Фактические нагрузки могут значительно отличаться от проектных как по величине, так и по характеру воздействий. Уточнение нагрузок обычно позволяет выявить резервы несущей способности, хотя в некоторых случаях (например, нагрузки от кровли) фактическая нагрузка может превышать проектную.
Собственный вес металлоконструкций устанавливается по чертежам КМД (с обязательными контрольными замерами сечений), а при отсутствии чертежей - по результатам обмеров.
Нагрузка от кровли определяется по результатам вскрытия кровли и часто превышает проектную. Это объясняется большей толщиной и плотностью утеплителя и цементной стяжки, толщина которой может составлять 80-100 мм (по проекту 20-30 мм). К увеличению нагрузки приводит и нарушение правил ремонта кровли. Его часто производят наложением дополнительных слоев рубероида без снятия поврежденных. Как показывают обследования, число слоев рубероида доходит до 8-10, а нагрузка от них - до 0,4-0,5 кН/м вместо 0,1-0,15 кН/м по проекту.
Уточнение снеговых нагрузок в результате учета местных метеорологических условий, подтаивания, сдувания и переноса может позволить уменьшить расчетные снеговые нагрузки.
Расчетная ветровая нагрузка может быть снижена в результате учета новой застройки, данных ближайщей метеостанции, а также фактической ориентации здания на местности.
Возможность снижения расчетных вертикальных нагрузок от мостовых кранов определяется особенностями технологического процесса. В некоторых случаях из-за расположения оборудования невозможно максимальное приближение тележки к подкрановой балке; нередко на заводах используются мостовые краны, грузподъемность которых превышает требуемую (из-за унификации мостовых кранов), в результате чего краны работают с недогрузкой. Поэтому допускается определение нагрузок от мостовых кранов по результатам испытаний. Вертикальная нагрузка от кранов может быть снижена за счет ограничения приближения тележки крана и сближения кранов (если позволяет технология).
Методики определения нагрузок при реконстуркции производственных зданий подробно рассмотрены в книге [5] и специальной технической литературе .
Оценка качества стали. Качество стали эксплуатируемых металлических конструкций определяется на основании анализа рабочих чертежей и заводских сертификатов. Устанавливаются марки стали и расчетные сопротивления. В случае отсутствия или недостаточности сведений, появлении в конструкциях повреждений, связанных с низким качеством металла (расслой, трещины), а также при необходимости выявления резервов несущей способности конструкций проводятся испытания металла.
Свойства стали обладают определенной изменчивостью: наблюдается существенная разница в прочности проката, полученного в разные годы на разных металлургических заводах. При новом проектировании необходимо
