Лизунов Дмитрий Викторович – Начальник отдела экспертизы промышленной
безопасности зданий и сооружений НП «Содействие предупреждению
чрезвычайных ситуаций», г. Новокузнецк, Кемеровская область
Сосимович Сергей Геннадьевич – Начальник расчётно-аналитического
отдела НП «Содействие предупреждению чрезвычайных ситуаций»,
г. Новокузнецк, Кемеровская область
Галактионов Дмитрий Викторович – Инженер-обследователь отдела
экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений
НП «Содействие предупреждению чрезвычайных ситуаций»,
г. Новокузнецк, Кемеровская область
Николаев Виталий Игоревич – Инженер-обследователь отдела
экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений
НП «Содействие предупреждению чрезвычайных ситуаций»,
г. Новокузнецк, Кемеровская область
В данном техническом обзоре затрагиваются проблемы, связанные с эксплуатацией стропильных ферм сталелитейного цеха одного из вагоностроительных предприятий Алтайского края. Здание эксплуатируется с 1963 года.
Фермами называют решётчатые конструкции, работающие на изгиб. Конструкция фермы состоит из отдельных стержней, которые соединяются в узлах и образуют геометрически неизменяемую систему. Фермы применяют в конструкциях покрытия зданий (сооружений), в конструкциях мостов, транспортных эстакад и других сооружений, где необходимо перекрыть достаточно большие пролёты.
В данном случае рассматриваются сборные железобетонные фермы пролётом 24 м полигонального очертания с треугольной решёткой из раскосов и стоек. Фермы входят в состав двухпролётного каркаса здания сталелитейного цеха.
Сечения верхнего пояса, элементов решётки прямоугольные, нижний пояс коробчатого сечения с лотком для предварительно напряжённой арматуры. Нижние пояса ферм армированы преднапряжёнными пучками арматурной проволоки. Марка стали проволоки соответствует Ст75 ГОСТ 14959-79. Механические свойства проволоки соответствуют требованиям ГОСТ 7348-81. Предварительное напряжение пучков арматуры выполнено методом «натяжение на бетон» с использованием открытых анкерных устройств по торцам ферм. Анкерные устройства состоят из стальных плит и зажимных устройств из стальных пробок и гильз. Инъецирование каналов выполнено цементным тестом. Лотки заполнены бетонной смесью по слою цементного теста. Верхний пояс и часть элементов решётки армированы арматурой, изготовленной из стали марки 35ГС. Часть элементов решётки ферм армированы стержнями периодического профиля выполненными из стали Ст5 ГОСТ 5781-58 или класса АII ГОСТ 5781-71.
Подобные конструкции стропильных железобетонных ферм широко использовались в промышленном строительстве в 60-е годы прошлого столетия. К сильным сторонам данного решения следует отнести снижение металлоёмкости конструкций за счёт применения высокопрочного металла, более полное использование прочностных свойств бетона за счёт увеличения усилия обжатия растянутых зон высокопрочной арматурой. Негативные моменты стали проявляться через некоторое время эксплуатации.
В нашем случае в 1998 году через 35 лет со дня начала эксплуатации здания произошло обрушение конструкций покрытия на участке здания размером 24×24 метра. В результате обрушения была сломана надкрановая часть железобетонной колонны каркаса с частичным разрушением прилегающего участка стенового ограждения.
Причиной случившейся аварии стала коррозия предварительно напряжённой пучковой арматуры нижнего пояса фермы в опорном узле в результате периодического замачивания атмосферными осадками.