О причинах разрушения сельскохозяйственных зданий из железобетонных рамно-панельных конструкций

Жив А.С., Косыгин Е.В. (Владимир)

За последние годы во Владимирской области произошло несколько серьезных аварий с обрушением несущих конструкций зданий, возведенных из рамно-панельных элементов пролетом 18 м.

По данным департамента сельского хозяйства из 200 объектов, построенных из таких конструкций в области, начиная с 1981 г., в аварийное состояние пришло 42, часть из которых обрушилась.*
__________
* В период подготовки статьи произошло очередное обрушение здания в г. Суздале
 

Разработанные при участии ряда проектных, учебных и научно-исследовательских организаций рамно-панельные конструкции были допущены к строительству Госстроем СССР во Владимирской области только в экспериментальном порядке.

Комплексное обследование зданий, находящихся в аварийном состоянии, показало, что большинство из них использовалось не по назначению, были привязаны без надлежащих инженерно-геологических изысканий и соответствующего авторского надзора. В результате практически все 42 здания получили необратимые деформации, часть зданий разрушилась в процессе строительства, часть - в период эксплуатации. Оставшиеся здания требуют срочного усиления.

Основные причины аварийного состояния конструкций, по нашему мнению, кроются в недоработке проектного решения рамно-панельных конструкций и нарушении технологического режима при их изготовлении и монтаже.

Рамно-панельная конструкция здания запроектирована сборной в виде четырехгранной складки, два элемента которой образуют плиту покрытия, два других - стеновое ограждение. Элементы покрытия с размерами каждого 2980 х 9130 мм выполнены с двумя основными ребрами переменного сечения (от 400 до 550 мм) и пятью поперечными ребрами высотой 200 мм. Толщина полки 30 мм.

Стеновой элемент запроектирован совместно с несущими ребрами стойками размерами 2980 х 3500 мм. Стеновое ограждение представляет собой трехслойную панель с утеплителем из пенопласта типа ФРП. Несущие ребра - стойки переменного сечения - устанавливаются в распорный фундамент концевой цилиндрической поверхностью радиусом 300 мм. Передача вертикальной нагрузки на фундамент производится в одной точке. Оставшаяся пазуха в стакане фундамента заполняется бетоном. Глубина заделки ребра-стойки в стакане фундамента составляет 250 мм при минимальном размере ширины стойки у начала цилиндрической поверхности - 300 мм. Для всех железобетонных элементов класс бетона принят одинаковым - 230.

Армирование элементов железобетонной рамно-панельной конструкции произведено в соответствии с действующими нормами.

Согласно расчетной схеме рамно-панельная конструкция должна работать как четырехгранная складка, контурными элементами которой являются двухшарнирные рамы переменного по высоте сечения. Однако проектная документация не предусматривает жесткого сопряжения элементов покрытия в коньковом узле. Элементы покрытия приторцовываются друг к другу со сваркой закладных деталей в несущих ребрах по верху и по низу. Выполнить такое сопряжение на практике абсолютно точно чрезвычайно сложно. Тем самым проект предопределяет передачу нормальных сил и изгибающих моментов в раме только через аварийные швы закладных деталей. Подобное отклонение расчетной схемы от принятой в проекте приводит к разрушению конькового узла. При конструировании конькового узла проектировщиками не были соблюдены требования СНиП 2.01.03 - 84 «Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования», где установка закладных деталей предусмотрена без соответствующих анкеров, а верхняя закладная деталь вообще приваривается к хомутам (см. рисунок).
В проектном решении предусмотрен несовершенный шарнир соединения стоек-рам с фундаментами, где точка передачи нагрузки не фиксируется. В этом случае при развитии деформационных процессов характер передачи нагрузки на фундамент меняется. На практике имели случаи выворачивания стоек-рам из стакана фундамента, а также разрушение внутренней стенки стакана или излом стойки у верхнего обреза фундамента.

Проектом предусмотрено жесткое соединение стенового ограждения со стояками рам. Однако опирание стоек на отдельно стоящие фундаменты, имеющие неодинаковые осадки и горизонтальные перемещения, создает дополнительные напряжения в панели ограждения и вызывает их разрушение уже в начальный период эксплуатации зданий. Это указывает на то, что влияние жесткости стенового ограждения на работу рамно-панельной конструкции не учитывалось.

Принятая проектом схема монтажа рамно-панельной конструкции с установкой в середине пролета монтажной башни при нефиксированном шарнире опирания стоек-рам на фундаменты не может обеспечить надлежащую приторцовку элементов покрытия в коньковом узле. Во время монтажа зданий неоднократно имели случаи завышения величины пролета, что приводило к обрушению конструкций.

Описанные недоработки проекта, низкое качество строительно-монтажных работ дали основание к запрещению в дальнейшем строительства зданий из рамно-панельных элементов.

Во избежание разрушения оставшихся зданий необходимо провести комплексное обследование с разработкой противоаварийных мероприятий для каждого из них даже с учетом того, что эти здания находятся на балансе различных предприятий и организаций всех форм собственности.

При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна.

© НПФ «Тектоника», 1991-2020.