Авторы: Касимов Руслан Галиевич, Касимов Андрей Андреевич

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №11 (91) июнь-1 2015 г.

Дата публикации: 04.06.2015

Статья просмотрена: 102 раза

Библиографическое описание:

Касимов Р. Г., Касимов А. А. О снижении эксплуатационной надежности торцевой самонесущей стены каркасного здания школы // Молодой ученый. — 2015. — №11.1. — С. 142-145.

В 2015 году в торцевой стене 3-х этажного здания СОШ №78 в г. Оренбурге были замечены значительные деформации стеновых панелей. С целью определения причин деформации и степени их опасности экспертной группой АНО «Технопарк ОГУ» было проведено обследование технического состояния торцевой стены шириной 6 м в осях Г — Д по оси 1 (рис.1).

Рис. 1. Школа №78 в г. Оренбурге

 

Выявленные при визуальном обследовании деформации стены с внутренней стороны проявились в виде разрывов обоев и раскрытии зазора между стеновыми панелями и колоннами каркаса (рис.2).

Рис. 2. 3 этаж. Стена в осях Г — Д. Общий вид изнутри. Горизонтальная трещина в сопряжении стеновых панелей

С наружной стороны стены трещины прошли по вертикальным швам между угловыми и поясными панелями (рис.3) на всю высоту здания.

 

Рис. 3. Общий вид аварийной стены в осях 1-Г. Фрагменты по высоте стены. Трещина в вертикальном шве.

 

В середине 80-х годов прошлого века в Оренбурге началось строительство 3-х этажной, с техподпольем, среднеобразовательной школы в конструкциях межвидовой серии 1.020–1/83.

Лабиринт

В процессе монтажа каркаса здания школы строительство было приостановлено, консервация недостроенного здания не была выполнена. В начале 90-х годов строительство школы, без обследования технического состояния, было продолжено и в 1992 году завершено.

В общем объеме, возведенных в 70-х — 90-х годах прошлого века общественных зданий в Оренбуржье, значительное количество построено в сборных железобетонных конструкциях серии ИИ-04, 1.020/1, 1.020–1/83.

Серия 1.020–1/83 «Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных, производственных зданий» одна из самых объемных типовых серий для каркасного домостроения, получившая свое развитие на базе серии ИИ-04 (рамно-связевый, связевый каркас). Каркас здания в конструкциях 1.020–1/83 связевый, пространственная жесткость обеспечивается системой диафрагм жесткости (пилонов), объединенных жесткими в своей плоскости, дисками перекрытий. Соединения ригелей каркаса с колоннами шарнирное. Наружное стеновое ограждение здания из легкобетонных или ячеистобетонных навесных или самонесущих стеновых панелей по серии 1.030.1–4 (до 90-х годов по серии 1.432–14/80).

Монтаж конструкций осуществляется при помощи приспособлений, позволяющих свободную установку элементов в проектное положение или ограниченно свободную.

За более чем 30 летний период применения, конструкции серии 1.20–1/83 зарекомендовали себя как надежные несущие системы.

В материалах экспертных организаций, проводивших анализ аварии зданий и сооружений за период 1981–2003 года в Российской Федерации, не упоминаются случаи аварии каркасных систем межвидовой серии 1.020–1/83.

По поводу эксплуатационной надежности было очень мало нареканий, в основном в связи с нарушением правил технической эксплуатации. В каркасных зданиях большое количество узловых соединений выполняемых на сварке, эти стыки, как и стыки в бескаркасных (крупнопанельных) зданиях имеют серьезные недостатки и нередко становятся причиной повреждения конструкции. Анализ аварии зданий и сооружений за 1981–1985 годы показал, что непроектное выполнение узлов соединений дает до 40 % аварии в сборных зданиях [1]. При проведении обследования торцевой стены было установлено, что панели стен однослойные, керамзитобетонные плотного строения толщиной 350 мм по прочности на сжатие класса В3,5.

При визуальном осмотре стеновых панелей с наружной стороны внешних признаков снижения эксплуатационных качеств в виде трещин, сколов, смятия, расслаивания не выявлено.

При обследовании торцевой стены с внутренней стороны были выявлены повреждения узловых соединений с нарушением анкеровки закладных деталей (рис.4), разрывы сварных швов, соединяющий планки с колоннами.

Характер повреждений узловых соединений стеновых панелей с колоннами по оси Г и по оси Д отличается. В узловых соединениях стеновых панелей с колоннами по оси Г произошло в основном смещение панели из плоскости стены с разрывом сварных соединений или нарушением анкеровки закладных деталей (рис.4). Зазор между стеновыми панелями и колоннами достигает 90 мм при проектном зазоре 20 мм, смещение по вертикали практически отсутствует.

 

Рис. 4. Закладная деталь сместилась из проектного положения.

Лабиринт

 

В узловых соединениях панелей с колонной по оси Д произошло смещение по вертикали с разрывом в ряде случаев сварных соединений. Смещение по вертикали достигает 50 мм на 1 этаже и до 8 мм на 3 этаже. Качество сварных швов невысокое, при проектной высоте катета сварного шва 6 мм и длине 100 мм, фактически высота катета местами до 3–4 мм, длина шва местами до 40–60 мм.

Самонесущие панели, являющиеся конструктивно независимой частью здания, в большинстве проектов не учитываются при расчете здания на прочность и устойчивость.

Монтаж их осуществляется после возведения и закрепления несущих конструкций на захватке.

Во время монтажа стеновых панелей, монтажная деталь, установленная на верхней грани, соединяется стальной планкой с закладной деталью колонны при помощи сварки (рис.2).

Горизонтальное смещение нижней грани панели невозможно без смещения стеновой панели на которой она установлена.

Осмотр цокольной панели в техподполье выявил наличие клиновидного зазора между колонной и панелью с шириной раскрытия внизу до 8–10 мм и 80 мм вверху.

Характер выявленных повреждений свидетельствует о том, что причиной деформации торцевой стены является некачественный монтаж конструкций. Анализ аварий зданий и сооружений показывает, что большое количество аварий происходит при эксплуатации, когда заложенные при строительстве дефекты постоянно развиваясь под воздействием различных неблагоприятных факторов, приводят к авариям.

Судя по состоянию утеплителя и растворного заполнения, заложенных в зазор между стеновыми панелями и колоннами, толщина и положение которых практически не изменились за время эксплуатации, дефекты были еще до сдачи в эксплуатацию объекта и рабочие не оценили серьезность повреждений и просто заделали раскрывшиеся зазоры.

Деформации по вертикали стеновых панелей по оси Д, вероятнее всего, произошли из-за просадки смонтированных трех нижних панелей на утолщенных растворных швах или из-за просадки фундамента и вызвали также депланацию плоскости стены.

Смещение панелей по горизонтали в узлах соединений по оси Г, может быть вызвано несколькими причинами, в т.ч.: депланацией из-за просадки стены по оси Д; льдообразованием в зазорах между панелями и колонной в период остановки строительства; переломом осевой линии стены и возникновением горизонтальной составляющей усилий из-за дефектов монтажа; изначальным смещением с проектного положения цокольной панели; из-за монтажа стеновых панелей, произведенного до окончания монтажа диска перекрытия данного яруса.

С позиции теории надежности ограждающей конструкции — многофункциональные и многоэлементные системы.

Можно рассматривать начальную надежность строительных конструкций, в частности стенового ограждения, по геометрическим отказам, которые возникают в результате накопления изготовительных, разбивочных и сборочных погрешностей.

Лабиринт

Исследование влияния точности монтажа показали, что погрешности монтажа приводили к снижению прочности стыка до 15 ?.

При монтаже стеновых панелей допущены отклонения от величин, допускаемых нормами [2] в три и более раза в части отклонений от совмещения ориентиров, отклонений от вертикали верха плоскостей панелей, нарушении соосности смежных панелей.

В связи с разрушением узловых соединений стеновых панелей длина ненадежно раскрепленного участка стены по оси Г в пределах 3 этажей составляет 8,8 м при толщине стены 0,35 ?.

Экспертная оценка надежности стенового ограждения с учетом условий надежности качества проекта, качества монтажа и качества эксплуатации, а также удельного веса условий надежности, удельной надежности показала условную надежность торцевой стены β =, которая соответствует вероятности аварии в год Q=10–3, что говорит о недопустимой надежности стенового ограждения.

Техническое состояние оценивается как аварийное. Восстановление эксплуатационной надежности стены возможно осуществить двумя способами:

а) полный демонтаж стены с последующим восстановлением;

б) усиление узлов соединения стеновых панелей с колоннами.

 

Литература:

1.      Ройтман А.Г. Надежность конструкции эксплуатируемых зданий / А.Г. Ройтман. — М.: Стройиздат, 1985. — 175 с.; ил.-

2.      Касимов Р.Г. Отчет по результатам экспертизы технического состояния торцевой стены по оси 1 в осях Г-Д МОБУ «СОШ №78» в г. Оренбурге АНО «Технопарк ОГУ», 2015 с.;

3.      СП 70.13330.2011 «СНиП 3.03.01–87. Несущие и ограждающие конструкции»;

4.      Добромыслов, А.Н. Оценка надежности зданий и сооружений по внешним признакам. Справочное пособие / А.Н. Добромыслов. — М.: Издательство АСВ, 2004, — 72 с.

Основные термины (генерируются автоматически): стеновых панелей, торцевой стены, монтажа стеновых панелей, соединений стеновых панелей, узловых соединений стеновых, эксплуатационной надежности, деформации стеновых панелей, сопряжении стеновых панелей, вертикали стеновых панелей, соединениях стеновых панелей, стеновых панелей длина, плоскости стены, осмотре стеновых панелей, стеновыми панелями, монтаже стеновых панелей, соединения стеновых панелей, эксплуатационной надежности стены, надежности стенового ограждения, стены каркасного здания, торцевой стены шириной.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос