Никифоров В. А., Пименов В. Н.
Как правило, вспомогательные здания ГРЭС (береговые насосные станции, химводоочистка и др.) в 60 - 70 годах XX в. проектировались в сборном варианте. В зависимости от того, как организован отвод воды с кровли, в проектах применялась та или иная конструкция примыкания стеновых ограждающих конструкций к покрытию - карнизные или парапетные панели.
Проектное крепление этих элементов к каркасу здания практически одинаково и представляет собой оригинальную конструкцию, отличающуюся от типовых решений, принятых для промзданий общего назначения - карнизные и парапетные панели закреплены от опрокидывания путем прикрепления их к металлическим насадкам колонн (рис. 1, 2).
Рис. 1. Узел крепления парапетных стеновых панелей:
1, 2 - соответственно стеновая и парапетная панель; 3 - плита покрытия; 4 - стропильная балка; 5 - колонна каркаса; 6 - соединительная планка; 7- закладная деталь стропильной балки; 8 - сварной шов
Металлические насадки (МК-1 и МК-12) спроектированы в виде сварного тавра из стальных листов размером 12 х 180 мм, при этом часть насадки, расположенная ниже оголовка колонны, представляет собой плоское сечение из листа 12 х 180 и приваривается ребром к вертикальной закладной детали колонны. Выше оголовка колонны насадка имеет тавровое сечение и приваривается по всей длине касания к закладной детали оголовка.
Рис. 3. Трещина в опорной части стропильной балки:
1 - закладная деталь опорной части балки; 2 - продольное ребро пристенной плиты покрытия
Рис. 2. Узел крепления карнизных панелей:
1, 2 - соответственно стеновая и карнизная панель; 3 - плита покрытия; 4 - стропильная балка; 5 - колонна каркаса
Стенка тавра расположена в плоскости поперечной рамы и размещается в вертикальном шве между стеновыми панелями, а полка - в зазоре между торцом стропильной балки и внутренними гранями панелей. Каждая панель прикреплена к насадкам по краям через 6 м, т.е. одна насадка служит для крепления двух смежных карнизных или парапетных панелей.
Как показали результаты обследований нескольких вспомогательных зданий, такая конструкция прикрепления парапетных и карнизных панелей не обеспечивает их жесткости из плоскости стены. Соединительная планка в уровне верха стропильной балки (рис. 1, 2, узел I) появилась позже, когда слабость прикрепления стала очевидной.
Рис. 4. Отсутствие арматурного каркаса в месте скола:
обозначения см. рис. 3
Хотя это и привело к уменьшению расчетной длины насадки и улучшению условий ее работы, но одновременно изменилась расчетная схема поперечника здания: шарнирное сопряжение колонны с ригелем (стропильной балкой) стало квазижестким, а опорное сечение стропильной балки оказалось частично закреплено от поворота.
Усилия, возникающие при этом в верхних частях опорных сечений стропильных балок, привели к образованию трещин с шириной раскрытия до 5 мм (рис. 3). Возможные причины этого:
напряжения в арматуре верхней части балок достигли стадии текучести;
произошло проскальзывание арматуры (нарушение ее анкеровки на этом участке или анкеровка оказалась недостаточна для восприятия таких усилий);
отсутствие армирования на этом участке опорного узла стропильной балки [подтверждено данными инструментальных обследований (рис. 4)].
На момент обследования на покрытие зданий действовали только постоянные нагрузки (отсутствовала снеговая нагрузка), однако трещины не были закрыты, что свидетельствует о необратимых деформациях в опорных частях балок. Образующиеся в зимнее время наледи и снеговые мешки дополнительно нагружают этот узел.
Во всех обследованных зданиях наблюдаются смещения парапетных и карнизных панелей от проектного положения вне здания. Это приводит к образованию дополнительного опрокидывающего момента, возрастают напряжения в элементах узла, тем самым увеличивая вероятность появления еще более значительных деформаций.
Большинство таких зданий построено более 25 лет назад, поэтому следует учитывать возрастающую вероятность того, что деформации элементов крепления панелей со временем превысят их физический предел. Во избежание этого целесообразно провести усиление конструкций покрытия зданий, где применена аналогичная конструкция. Способ усиления определяется организацией, проводящей обследование технического состояния здания.
Вывод
Типовая конструкция примыкания стеновых ограждающих конструкций к покрытию, использованная при возведении вспомогательных зданий электрических станций, не обеспечивает надежной работы этого узла и требует проведения мероприятий по его усилению.
