Определение расчетных характеристик стали конструкций при обследовании зданий и сооружений

В ходе проведения технического обследования стальных конструкций зданий и сооружений одним из основных вопросов является определение качества примененной стали (физико-механических и химических характеристик стального проката) для корректного выполнения поверочных расчетов, определения фактической несущей способности конструкций и обоснованной оценки категории их технического состояния. При отсутствии исполнительной документации и сертификатов на сталь уже не представляется возможным ориентировочно определить прочностные характеристики проката как в случае с арматурой железобетонных конструкций (см. статью «Особенности определения системы армирования и выполнения поверочных расчетов железобетонных конструкций при обследовании зданий и сооружений» на нашем сайте в разделе Статьи). В данном случае качество стали возможно определить только путем отбора образов из конструкций и их лабораторных исследований и испытаний.

В соответствии с п. 5.3.3.1 ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» прочностные характеристики (показатели) стали конструкций следует определять согласно требованиям СП 16.13330 «Стальные конструкции». Основным показателем, использующимся при выполнении поверочных расчетов конструкций, является предел текучести стали, определяемый при испытаниях на растяжение. Важной характеристикой, используемой при назначении расчетных прочностных характеристик стали, является ее химический состав (марка стали). Для отдельных групп конструкций также требуется определять ударную вязкость, в том числе после деформационного старения, и иные показатели. Для стали металлоконструкций, изготовленных до 1932 г., требуется устанавливать способ производства проката.

При расчетах конструкций по прочности (I группа предельных состояний) используются расчетные прочностные характеристики проката (прочность по пределу текучести, Ry), определяемые делением нормативных характеристик (предела текучести, Ry,[sт]) на коэффициент надежности по материалу gm, численное значение которого зависит от ряда параметров. Критерии определения значения коэффициента gm приведены ниже в табличной форме.

Период изготовления конструкций

до 1932 г.

после 1932 г.

Сертификат есть

Сертификата нет

**

***

Остальной прокат

По результатам испытаний на растяжение и определению марки стали

Марка стали определена → по min значению в документе

Марка стали не определена → по min результату испытаний

*gm = 1,2

gm = 1,025

gm = 1,05

gm = 1,1

gm = 1,1

gm = 1,1

 Ry не более 210 МПа

* Для пудлинговой стали Ry £ 170 МПа, для конвертерной, мартеновской и электростали  Ry £ 210 МПа;

** Прокат изготовлен по нормативной документации, использующей процедуру контроля свойств металлопродукции (например, по ГОСТ 27772);

*** Прокат изготовлен в 1982-1988 гг. (например, по ГОСТ 380 и ГОСТ 19821).

Говоря о выборе мест отбора проб (образцов) для испытаний, следует отметить неоднозначные рекомендации п. 5.3.3.14 ГОСТ 31937-2011 о необходимости отбора образцов из наименее ответственных и наименее нагруженных элементов конструкций. Здесь необходимо понимать, что для наиболее нагруженных элементов, например, металлической фермы (ее верхнего и нижнего поясов, опорных раскосов) могли быть применены наряду с большими профилями иные по своим характеристикам марки стали. Испытание образцов, отобранных из ненагруженных элементов решетки, может привести к занижению прочностных характеристик проката, что в свою очередь может привести к технически и экономически необоснованным проектным решениям по усилению конструкций или замене новой (отремонтированной) кровли. Также необходимо учитывать, что в ряде случаев отбор образцов для испытаний связан с ослаблением сечения элемента, что требует оперативного выполнения его усиления. При этом понимая особенности работы конструкции, характер ее напряженно-деформированного состояния в каждом конкретном случае возможно определить наиболее подходящее место для отбора образцов с минимальным ослаблением сечения элемента (или без ослабления вообще). Ввиду невозможности формулировки четких указаний в  СП 16.13330 отмечено, этом места отбора проб для определения показателей качества стали конструкций, число проб и необходимость усиления мест вырезки устанавливает организация, производящая обследование конструкций.

Специалисты ООО «НПЦ «Перспектива» имеют большой опыт проведения технических обследований зданий и сооружений различного назначения, в том числе выполненных с применением стальных конструкций. Современная техническая база позволяет выявлять скрытые дефекты и повреждения конструктивных элементов, оценивать планово-высотные характеристики конструкций, определять возможные прогибы и отклонения от проектного положения. Расчеты, выполняемые в сертифицированных программных комплексах с учетом данных обследования (размеров сечений элементов, прочностных характеристик материалов, дефектов и повреждений) позволяет достоверно оценивать фактическую несущую способность конструкций, возможность и допустимость дальнейшей безопасной эксплуатации объекта, в том числе с учетом увеличения нагрузок на несущие строительные конструкции. Технические заключения, подготовленные специалистами ООО «НПЦ «Перспектива» по результатам обследования, соответствуют всем требованиям нормативных документов и позволяют обосновывать надежные и экономически эффективные проектные решения, в том числе по капитальному ремонту и реконструкции строительных объектов.

07.08.2019 - 17:01

Вернуться