Действующие технические условия статики
|
Значительная часть дефектов в строительстве связана с невыполнением и недостаточным учетом действующих технических условий, а также с ошибками статического расчета. Наиболее известными техническими условиями в строительстве являются нормы ДИН; в частности, в рассматриваемых ниже практических примерах используются нормы ДИН 1052, ч. 1 и 2 (Деревянные конструкции - расчет и возведение) и ДИН 1055, ч. 1-5 (Передача нагрузок). Эти нормы дают проектировщикам и строителям правила, указания и формулы для расчет и проверки конструкций. Однако эти правила часто не выполняются или выполняются в недостаточной степени, а во многих случаях требованиями норм совершенно пренебрегают. В таких случаях ошибочно считают, что некоторые внешние воздействия практически очень незначительны и могут восприниматься конструкциями здания без всякого усиления. В некоторых случаях это справедливо, однако множество разрушений позволяет сделать обратный вывод: неучтенные влияния и вызванные ими воздействия (силы) часто не могут восприниматься строительными конструкциями или воспринимаются ими только частично. Вызывают сомнения высказывают практиков, которые, ссылаясь на свой опыт и наблюдения за поведением конструкций, беспечно надеются на их "скрытую надежность", не учитывая особенностей каждого случая и свойств материалов.. Пример 9.2. Статические и конструктивные дефекты (отступления от действующих норм). Во время перерыва в работе при отсутствии внешних причин (нет ветра!) обрушилась часть покрытия нового производственного здания вместе с подвесной штукатуркой на длине около 16 м (рис. 9.17—9 22). Конструктивная часть проекта, состоящая из чертежей конструкций и статического расчета, предусматривала устройство покрытия пролетом 10,6 м из треугольных гвоздевых дощатых ферм, расположенных с шагом 1,0 м, с кровлей из двойной плоской черепицы по одинарной обрешетке и подшивкой по нижнему поясу штукатурным слоем, заменяющим облицовку. Кроме того, была предусмотрена установка ветровых связей и анкеровка узлов опирания ферм в карнизе каменных стен. Намечалось применение хвойного пиломатериала класса II и нагелей в соответствии с ДИН 1151 (круглые проволочные гвозди с потайными головками).   После внешнего осмотра места аварии были сделаны следующие важнейшие выводы, касающиеся конструкции, статического расчета и производства работ. Конструкция. Обнаружено отсутствие всяких статических связей, например связей жесткости или ветровых связей, требующихся по нормам (см. ДИН 1052, ч. 1, п. 8.4.2): "При длине здания,превышающей 12 м (здесь 20 м), необходимо устанавливать не менее двух ветровых связей или связей жесткости". Это означает, что некоторое число ферм всегда не имеет связей по верхнему поясу (как и в рассматриваемом случае), если отсутствуют дополнительные продольные связи, повышающие устойчивость, и имеющийся кровельный ковер не может выполнить роль связей (см. ДИН 1052, ч. 1, п. 8.5). При этом принимается, что обрешетка не может служить боковой опорой. Статический расчет. Отсутствовал необходимый расчет на устойчивость сжатого верхнего пояса в направлении, перпендикулярном оси у (минимальный момент инерции). (Отсутствие такого расчета не было отмечено ни при проверке статического расчета конструкций, ни в соответствующем отчете о результатах испытаний.) Кроме того, нижний пояс был рассчитан на полное поперечное сечение, в то время как по указаниям ДИН 1052, ч. 1 п. 11.3.10 необходимо включать в расчет поперечное сечение, ослабленное нагелями. Производство работ. Были обнаружены следующие отклонения от проекта и расчета: а) расстояние между фермами составляло 1,13-1,15 м вместо 1,0 м; б) узлы опирания ферм не заанкерены в железобетонном поясе, ограничивающем каменный карниз (фермы уложены свободно!); в) ветровые связи частично отсутствовали; г) для придания жесткости стержням верхнего пояса, состоящего из двух элементов, установлена только одна накладка вместо предусмотренных двух накладок в третях пролета; д) применены нагели меньшей толщины (вместо нагелей 34/90 установлены нагели 28/65), что означает снижение на 30% допускаемой нагрузки на нагель для одной плоскости среза.   Уменьшение поперечного сечения древесины из-за усадки незначительно. На обрешетке заметно образование гнили (плесени). В соответствующих нормах (ДИН 1052, ч.1) указано: сжатые пояса решетчатых ферм должны предохраняться от бокового выпучивания (п. 8.2); - при опирании сжатых элементов строительных конструкций в неподвижных промежуточных точках в качестве расчетной длины при расчете на продольный изгиб в направлении линии опор должно приниматься расстояние между этими опорами. Если такая предпосылка не выполняется, то в расчет включается соответственно большая длина (п. 7.1). Расчетная длина 1,57 м (от узла до узла), включенная в расчет на продольный изгиб, не обоснована, так как конструкция покрытия не имеет требуемого числа связей или заменяющих их элементов. Предположение, что обрешетка будет служить заменой связям и "снизит расчетную длину", ошибочно. Как указано в ДИН 1052, п. 8.5, "обрешетка покрытий в соответствии с п. 2.2.1 не может служить достаточной поперечной опорой сжатых поясов (в рассматриваемом случае - для поврежденного верхнего пояса) ”. Увеличение расчетной длины в 1,5-2,0 раза приводит к превышению допускаемых напряжений в 3-6 раз. Ошибочный расчет на продольный изгиб в направлении, перпендикулярном оси у (минимальный момент инерции сечения), приводит к опасности потери устойчивости в этом направлении даже при расчетной длине 1,57 м. Здесь превышение допускаемых напряжений составляет около 50%. Результаты исследований указывают на следующие причины разрушений: а) потеря устойчивости верхнего пояса в направлении, перпендикулярном оси у - разрушение от потерн устойчивости; б) значительные боковые деформации, наклонная установка ферм -обрушение, вызванное возникновением момента от эксцентриситета.  Другие отклонения от расчета и проекта, приведенные выше, способствуют возникновению разрушений, но не служат их причинами. Объективная оценка, сделанная после анализа разрушений, позволяет считать рассматриваемый случай разрушения обычным и вполне возможным из-за ряда неучтенных обстоятельств. Можно перечислить важнейшие причины, в различной степени повлиявшие на обрушение покрытия производственного здания: а) неполный статический расчет; б) недостаточная детализация строительных чертежей; в) неправильная, дефектная установка и недостаточный контроль в ходе строительства. |
