• Симоненко Г.И. "Определение условий, при которых здания и сооружения металлургической промышленности быстрее теряют свои эксплуатационные качества, поиск путей решения проблемы"
  • Симоненко Г.И. "Определение условий, при которых здания и сооружения металлургической промышленности быстрее теряют свои эксплуатационные качества, поиск путей решения проблемы"

    Симоненко Геннадий Иванович, начальник отдела экспертизы зданий и сооружений ООО «Ресурс»

     Определение условий, при которых здания и сооружения металлургической промышленности быстрее теряют свои эксплуатационные качества, поиск путей решения проблемы

    В работе описаны основные факторы, оказывающие влияние на эксплуатационные качества зданий и сооружений в металлургической промышленности, определены пути решения проблемы.

    Определение условий, при которых здания и сооружения

    Основные факторы, при которых здания и сооружения теряют свои эксплуаационные качества: влияние человека и окружающей среды. В результате такого негативного влияния в конструкции зданий и сооружений металлургической промышленности появляются деффекты.

    Основной путь решения проблемы долговечности конструкций направлен на анализ появляющихся дефектов, их устранение и усиление конструкций. Указанные в следующей таблице параметры характеризуют общее состояние любого рассматриваемого здания или сооружения:

    Определение условий, при которых здания и сооружения

    Дефектом  является  несоответствие  конструкции  каким-то  параметрам, нормативным  требованиям, проекту. Наиболее опасны дефекты в основаниях и фундаментах, в стенах, т. е. в основных конструкциях, так как их проявление ведет к деформациям и разрушению всего здания. Менее опасны в отношении устойчивости здания дефекты в перегородках и других второстепенных конструкциях.  

    Определение условий, при которых здания и сооружения

    Дефекты монтажа сборных элементов можно объединить в три группы:  дефекты  стыков,  дефекты  положения  элементов,  дефекты опирания  конструкций.  Наиболее  опасны  дефекты  стыков  несущих конструкций прогонов, балок, колонн, так как они могут привести к разрушению здания.

    Среди основных факторов, влияющих на здания и сооружения можно выделить:

    • Радиация.                                                                              

    • Температура.                                                                    

    • Ветер.                                                                                          

    • Осадки.                                                                                        

    • Газы.                                                                                    

    • Химические вещества.                                                            

    • Молния.                                                                                   

    • Вибрация.                                                                            

    • Токи.                                                                                           

    • Морозное пучение.                                                                      

    • Грунтовые воды.                                                                 

    Наблюдения  за  плановыми  и  высотными  смещениями  конструкций  проводят  в  целях  выявления  осадок, сдвигов,  смещений,  кренов  зданий  или  их  элементов.  Наблюдения проводят регулярно один раз в три года или же сразу при возникновении  видимых  плановых  и  высотных  перемещений  или  смещений конструкций от пучения грунта, осадок или сдвигов его от различных непредвиденных  воздействий  или  изменений  условий  эксплуатации здания, при возникновении трещин, раскрытий швов, перекосов конструкций и т. п.

    Наблюдения за смещениями конструкций проводят в основном геодезическими  методами.  При  определении  плановых  смещений    и  кренов  используются  теодолиты,  оптический  квадрант. Высотные смещения  элементов  конструкций фиксируются  нивелировкой  с  использованием нивелиров.

    Для  геодезических наблюдений  разбивают  опорную и наблюдательную  реперные  сети  на  участке  предприятия,  привязываемые к  государственной опорной сети, сведения о которой имеются в местной геодезической службе. Создают реперную измерительную сеть на  основе  геодезических  знаков:  реперов –  знаков  государственных или реперных, высотное положение которых практически неизменно на все время измерения перемещений; марок – металлических знаков, жестко  укрепленных (заделанных)  в  конструкциях  здания  и меняющих свое положение совместно с ними вследствие их подъема, осад ки, крена, сдвига и т. п.; опорных знаков, практически неподвижных в  горизонтальной плоскости и используемых для  определения  горизонтальных  смещений  конструкций  зданий;  ориентирных  знаков, служащих  для  обеспечения  исходного  направления  при  измерении сдвига или кренов конструкций зданий.

    Чтобы элементы конструкции зданий и сооружений металлургической промышленности полностью отслуживали свой нормативный срок необходимо не только регулярно проводить мероприятия по капитальному и текущему ремонту, но и делать регулярное освидетельствование на наличие деффектов, ошибок при проектировании и так далее.

    При освидетельствовании кровель проверяются:

    – состояние защитного (или покровного) слоя, а также наличие запыления (или заиливания) участков кровли;

    – состояние  гидроизоляции  у  мест  примыкания  к  выступающим  выше  кровли  конструкциям  или  инженерному  оборудованию, соответствие этих мест проекту; правильность закрепления защитных металлических фартуков и свесов, устройств для отвода атмосферных талых вод;

    – правильность  и  равномерность  уклона  кровли,  наличие  или отсутствие выступов и впадин на поверхности, трещин, пузырей, отслоений кровельных защитных слоев;

    – своевременность и правильность уборки снега, удаления наледей от талой воды (без повреждений кровли);

    – отсутствие не предусмотренных проектом нагрузок на кровлю и покрытие;

    – наличие деревянных  решетчатых щитков  для  прохода  к  инженерному оборудованию на покрытии;

    – наличие  средств  для  закрытия  на  зиму  продухов  и «слуховых» окон при чердачных покрытиях;

    – наличие  и  прочность  ограждений  по  периметру  карнизов здания.

    Характерными  дефектами  кровель  из  рулонных  материалов являются:

    – местное  уплотнение  теплоизоляции  за  счет  продавливания кровли  не  предусмотренной  нагрузкой  на  ограждающие  элементы покрытия;

    – местное  увлажнение  теплоизоляции  в  результате  повреждений в кровле;

    – значительное увлажнение теплоизоляции вследствие несвоевременного  и  слабого  контроля  за  состоянием  кровли,  при  укладке увлажненной теплоизоляции во время строительства или капитального ремонта здания и прочих случаях, приводящих к нарушению технологических режимов хранения продукции или необходимости интенсификации работы холодильных установок.

    При осмотрах стен устанавливают:

    • наличие  видимых  трещин  на  поверхности  стен,  выпучивания,  сколов  и  отслоений штукатурных  слоев;  наличие  наледей,  часто  возникающих со стороны камер в стыке наружных стен с покрытием или перекрытием из-за неплотностей и перерывов в паро-, газо- и теплоизоляции; 

    • местное  увлажнение  наружной  конструктивной  части  стены, возникающее из-за неплотностей, разрывов и нарушения целостности и непрерывности в паро-, газо- и теплоизоляции или из-за повреждения  кровельного  ковра; 

    • увлажнение  внешней  конструктивной  части стен  в  местах  расположения  внутренних  элементов  каркасов,  четко видное в  зимнее время при оттепелях и указывающее на нарушение изоляционных свойств конструкции.

    При  выявлении  в  конструкционных  частях  стен  трещин  не медленно устанавливаются по концам трещин и через 1000–1500 мм поперек  их  длины маяки (пластинки  размером 30  × 80  × 8 мм)  из раствора строительного гипса и проводится тщательное наблюдениеза этими трещинами до выявления причин их возникновения и устранения деформаций.

    Если строго соблюдать нормы строительства зданий и сооружений, требования к эксплутации, то можно значительно увеличить срок использования объекта металлургической промышленности.

    Необходимо  поддерживать  отмостку  вокруг  здания  в  исправном состоянии с уклоном от стен. Щели между отмосткой и стенами здания  должны  быть  расчищены  и  заделаны  горячим  битумом,  цементным раствором, асфальтом, смолой и т. п.

    При  осмотрах  теплоизоляционных  дверей  обращают внимание:

    – на сохранность и герметичность обшивки;

    – плотность прилегания дверей к коробкам и полу, наличие зазоров по периметру и т. п.;

    – газопроницаемость для дверей и проемов камер с регулируемой газовой средой;

    – состояние навесов, запоров, приспособлений для открывания дверей из камер и т. п.

    По всем  замеченным дефектам принимают меры по их устранению, вплоть до замены отдельных элементов.

    Стены обеспечивают в помещениях необходимый температурный,  влажностный,  звуковой,  газовый  режимы,  воспринимают  нагрузки  от  горизонтальных  элементов  здания  и  передают  их  фундаментам  или  другим  элементам,  разгораживают  здание  на  отдельные помещения.

    Для кладки кирпичных стен применяют обжиговый глиняный или силикатный кирпич стандартных размеров. Толщина кирпичных стен  всегда  кратна  половине  кирпича. При  возведении  стен  применяют   цепную  систему  перевязки,  когда  нужно  воспринимать большие нагрузки, и многорядную, когда требуется увеличить производительность труда.

    Несущий  каркас  является  основанием  стены,  выполняется  из металлических  гнутых  профилей. Плиты  из  стекловолокна  устанавливают между профилями в распор с обжатием по торцам.

    Для  защиты   теплоизоляции  от  переувлажнения  парами, мигрирующими  из  помещения,  перед  установкой  внутреннего  облицовочного слоя по всей поверхности стены устроена пароизоляция. Наружный  облицовочный  слой  служит  для  защиты  от  климатических воздействий:  ветра,  дождя,  снега,  солнечной  радиации.  Теплотехнические и другие расчеты (например, воздухо- и паропроницаемости)  ограждающих  конструкций,  за  исключением  заполнений световых проемов, выполняют по формуле 

    Определение условий, при которых здания и сооружения

     n –  коэффициент,  зависящий  от  положения  ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; 

    tв, tн   –  расчетная  температура  внутреннего  и  наружного  воздуха, К;  ∆t

    н –  нормативный  температурный  перепад  между  температурами внутреннего  воздуха и  внутренней поверхности  конструк ции,  К;

    αв –  коэффициент  теплоотдачи  внутренней  поверхности ограждающей конструкции.

    Фактическое сопротивление теплопередаче многослойных ограждающих конструкций (стен, покрытий и т. п.) рассчитывают по формуле:

    Определение условий, при которых здания и сооружения

    R1, R2, …, Rв.п – термические сопротивления отдельных слоев конструкции и замкнутых воздушных прослоек, определяемые по выражению:

    Определение условий, при которых здания и сооружения

    δi –  толщина слоя, м;

    λi – расчетный коэффициент  теплопроводности материала  слоя;

     αн –  коэффициент  теплоотдачи  наружной поверхности ограждающей конструкции.  

    Огромное значение в вопросе сохранения сроков эксплуатации зданий и сооружений металлургической промышленности является качество используемых материалов.

    К  основным физико-техническим  свойствам  строительных материалов относятся:

    – плотность – масса в единице объема;

    – объемный вес –  вес материала  в  воздушно-сухом  состоянии  в единице объема;

    – удельный вес – вес материала в сухом и плотном состояниях в единице объема;

    – влажность – свойство материала впитывать и удерживать в себе воду; 

    – теплопроводность –  способность  проводить  через  толщину теплоту при наличии разности температур на поверхности материала;

    – водо-, газо-, воздухо-, паропроницаемость – способность материала  пропускать  через  себя  соответствующую  среду. Коэффициент проницаемости равен количеству среды, проходящей через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м2 за единицу времени при разности давлений в мегапаскалях (МПа);

    – огнеупорность и огнестойкость – способность материала выдерживать длительное время температуру 1853 К и более без размягчения  и  деформации. Материалы,  размягчающиеся  при  температуре 1623–1853 К, называются тугоплавкими; при температуре ниже 1623 К легкоплавкими.  По  степени  огнестойкости  под  действием  огня  или высокой  температуры  материалы  подразделяются  на  несгораемые, трудносгораемые и сгораемые;

    – химическая стойкость – способность материала не разрушаться под воздействием   кислот, щелочей, их растворов, газов и других коррозионных сред;

    – прочность –  способность  материала  воспринимать  внешние нагрузки, не разрушаясь; – упругость – способность  материала  приобретать  прежнюю форму после снятия нагрузки;

    – пластичность – способность  материала  в  значительных  пределах изменять под нагрузкой свою форму и сохранять новую форму после снятия нагрузки.

    Перегородки устанавливают внутри здания для разделения помещений  по  условиям  вредности,  пожарной  опасности,  температурно-влажностного,  звукового  режима  и  т.  п.   В  промышленных  зданиях   их выполняют из различных материалов: кирпича, гипсобетона, шлакобетона, металла, дерева, стеклоблоков, стеклопрофилита.

    В каркасных перегородках, разделяющих помещения с различным  тепловлажностным режимом (отапливаемые помещения, неотапливаемые помещения, помещения холодильников), для  защиты материалов  перегородки  от  воздействия  влаги  со  стороны  теплого  помещения устраивается пароизоляция.

    Список литературы:

    3. СНиП 2.01.02–85 (1991). Противопожарные нормы (частично отменен с вводом СНиП 21-01–97).

    4. СНиП 2.01.07–85 (с  изм.  от 01.1993). Нагрузки  и  воздействия.

    5. СНиП 2.02.01–83 (1995). Основания зданий и сооружений.

    6. СНиП 2.09.02–85 (1991, c изм. от 03.1994). Производственные здания.

    7. СНиП 2.09.04–87 (2000). Административные и бытовые здания.