IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Здание бывшего пивоваренного завода, принадле­жавшее до 1917 года А.Ф.Ермолаеву, 5-этажное (включая цокольный), кирпичное, с неполным метал­лическим каркасом, компактной  трапецеидальной  (близкой к прямоугольной) формы в плане, с деревянным чердачным перекрытием и с междуэтажным перекрытиями из кир­пичных сводов, выполненных  по стальным двутавровым балкам. №23, принятых по «Русскому сор­таменту», расположенных с шагом 1,18 м (фото.1). Своды опираются на продольные кир­пичные стены и на стальные продольные балки, опирающиеся, в свою очередь, на сталь­ные колонны и поперечные несущие стены (рис.1).

Основными несущими конструкциями здания являются наружные и внутренняя кирпичные стены со  встроенным стальным неполным каркасом. Стены переменной толщины по высоте здания выложены из обыкновенного глиняного кирпича на цементном растворе с добавлением извести.

При обследованиях строительных конструкций в наружных и во внутренних стенах здания были обнаружены трещины, рассекающие стены по всей высоте. 

Выполненными исследованиями было установлено, что причиной деформации здания и образования в стенах трещин являются  неравномерные осадки грунтового основания. Однако причиной развития неравномерных осадок является не ухудшение  прочностных и деформационных свойств грунтов, а изменение конструктивной схемы здания и перераспределение нагрузок передающихся на стены в результате разрушения коррозией металлических колонн каркаса на первом этаже здания.

Обследованием металлических конструкций было установлено:

1. Колонны встроенного стального каркаса, расположенные на пересечении координационных осей «3»/«Б» и «4»/«Б» (рис.1), клепаного сечения, состоящего из двух швеллеров №30 и стальных листов толщиной 12 мм.

2. В сечениях, расположенных на высоте 1,7 м над уровнем перекрытия цокольного этажа, колонны полностью разрушены  коррозией (фото.2-4).

3. Величина потери площади поперечного сечения колонн составляет 70...90 %.

3. Опирающиеся на разрушенные колонны строительные конструкции вышерасположенных четырёх этажей (колонны и перекрытия) удерживаются от обрушения только за счет совместной работы сводчатых перекрытий и неразрезных стальных балок, обладающих достаточной прочностью и жесткостью.  Сложившаяся к моменту выполненных обследований  (апрель 2009 г.) ситуация на объекте являлась аварийной, могло произойти обрушение междуэтажных перекрытий и возможно всего здания.  В связи с этим все работы по очистке здания от строительного мусора, по обследованию, разборке и монтажу конструкций были приостановлены вплоть до ликвидации аварийной ситуации.  Параллельно были выполнены работы по усилению разрушенных колонн и по расчету напряженно-деформированного состояния наиболее нагруженного перекрытия 2-го этажа. Расчеты НДС сводчатого перекрытия были выполнены для двух конструктивных схем.

Конструктивная схема №1.  Сводчатое перекрытие опирается на продольные наружные стены, а в средине пролёта на продольную балку, опирающуюся, в свою очередь,  на две колонны и на поперечные несущие стены. Такая конструктивная схема соответствует первоначальному состоянию перекрытия, когда колонны находились в работоспособном состоянии (рис.2).

Конструктивная схема №2  соответствует состоянию сводчатого перекрытия на момент разрушения поперечного сечения колонн 1-го этажа. 

Сравнение перемещений (Z) и напряжений (N_X и N_Y) в перекрытиях для двух конструктивных схем в нескольких расчётных сечениях представлены на рис.4-6.

Код для цитирования: Скопировать