Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ОПЫТ ОБСЛЕДОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

Гарькин И.Н. 1 Глухова М.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»
В работе рассматривается метод проведения обследования гражданского здания (на примере здания корпуса № 1 Института регионального развития Пензенской области). Статья основана на материалах отчёта обследования № 826/2014-02-1 (выполненный ООО «АкадемПроект», г. Пенза). По результатам обследования разработаны рекомендации по дальнейшей эксплуатации здания. Предложены методы по устранению неравномерных осадок здания. Приводится список обрушений гражданских и общественных зданий, повлекших за собой человеческие жертвы (как на территории Российской Федерации, так и за рубежом). Работа над данной тематикой будет продолжена и получит своё дальнейшее освещение в следующих статьях. Данные материалы используются для чтения дисциплин курсов «Технологические процессы в строительстве» и «Основания и фундаменты» для студентов, обучающихся по направлению «Строительство».
обследование
строительные конструкции
здания и сооружения
дефекты
основания
фундаменты
трещины
неравномерные осадки
1. Гарькин И.Н., Гарькина И.А. Системные исследования при технической экспертизе строительных конструкций зданий и сооружений // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3 ; URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13139.
2. Гарькин И.Н., Гарькина И.А Анализ причин обрушения строительных конструкций промышленных зданий с позиций системного подхода // Альманах современной науки и образования. – Тамбов: Грамота, 2014. – № 5–6 (84). – С. 48–51.
3. Гарькин И.Н., Агафонкина Н.В. Анализ причин обрушения мачты сотовой связи в Пензенской области // Образование и наука в современном мире. Инновации. – 2016. – № 3. – С. 49–56.
4. Гарькин И.Н., Глухова М.В. Метод устранения неравномерных осадок промышленных зданий на ленточных фундаментах // II Международная молодёжная Интеллектуальная Ассамблея: сб. науч.-исслед. Работ. – Чебоксары: НИИ педагогики и психологии, 2011. – С. 128–130.
5. Гарькин И.Н., Глухова М.В. Устранение неравномерных осадок зданий на ленточных фундаментах // Молодой ученый. – 2013. – № 12 (59, декабрь). – С. 110–112.
6. Нежданов К.К., Нежданов А.К., Гарькин И.Н., Мягков Д.А. Способ разрушения завалов от рухнувших строительных конструкций после землетрясения роботами Патент РФ № 2553692 опубликовано 20.06.2015.
7. Нежданов К.К., Гарькин И.Н., Кузьмишкин А.А., Мягков Д.А. Перспективный способ механизированного разбора завалов после обрушения конструкций // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2–10. – С. 2115–2119.
8. Garkin I.N., Garkina I.A. Systems approach to technical expertise construction of buildings and facilities // Contemporary Engineering Sciences. – 2015. – Vol. 8, № 5. – Р. 213–217. – http://dx.doi.org/10.12988/ces.2015.5114.

Обеспечение надежной работы строительных конструкций зданий и сооружений является основной задачей безопасной и долгосрочной службы объекта строительства. Анализ данных по аварийным случаям зданий, находящихся в эксплуатации, за последние 20 лет в России, позволяет сформулировать алгоритм прогнозирования и устранения аварийных участков сооружения. Своевременное обследование несущих конструкций здания сокращает вероятность ущерба и жертв аварий, что является залогом национальной безопасности страны.

Сроки эксплуатации значительного числа зданий в стране в высокой степени превышают допустимые нормы, что ведет к накоплению физического износа. В свою очередь, уплотнение городской застройки и насыщение инженерными коммуникациями влияют на возникновение негативного воздействия на возведенные объекты, расположенные в прилегающих зонах [1]. В работах [3, 4, 8] уделено внимание методам выполнения обследований и экспертиз промышленной безопасности зданий и сооружений преимущественно промышленного назначения (цеха, дымовые трубы, мачты связи и т.д.). В настоящей работе авторами на реальном примере рассматривается метод обследования здания гражданского назначения.

Аварии, способствующие обрушениям строительных конструкций гражданских и общественных зданий, могут привести к катастрофическим последствиям. В табл. 1 приведён ряд наиболее «известных» примеров обрушений гражданских и общественных зданий на территории РФ, в ходе которых погибли десятки и были ранены сотни человек.

Для сравнения в табл. 2 приведён список разрушений за пределами РФ за 2012 г., повлекших значительное количество жертв.

Для предотвращения обрушений необходимо регулярно проводить обследование строительных конструкций зданий и сооружений.

Обследование гражданских зданий требуется осуществлять в два этапа [1]:

– предварительное обследование;

– детальное обследование.

Предварительное обследование:

– анализ и изучение проектной и эксплуатационной документации;

– обмерочные работы;

– обследование состояния фундаментов зданий (путём шурфления);

– инженерно-геологические работы.

Таблица 1

Обрушения строительных конструкций гражданских зданий на территории РФ

Дата обрушения

Объект

Обрушившаяся конструкция

Кол-во жертв

17.07.1997

Томское высшее военное командное училище связи (г. Томск)

Крыша здания

12 – погибли,

54 – ранены

25.06.1998

Спорткомплекс «Юность России» (г. Нальчик, Кабардино-Балкария)

Балкон со зрителями

23 – погибли,

47 – ранены

4.12.1999

Четырёхэтажный жилой дом (г. Зерноград, Ростовская область)

Части несущей стены

11 – погибли

14.02.2004

Аквапарк «Трансвааль-парк» (г. Москва)

Купол здания

28 – погибли,

193 – ранены

4.12.2005

Бассейн «Дельфин» (г. Чусовой, Пермский край)

Крыша здания

14 – погибли,

11 – ранены

23.02.2006

Басманный рынок (г. Москва)

Кровля здания

68 – погибли,

39 – ранены

 

Итого жертв:

156 – погибли,

344 – ранены

Таблица 2

Обрушения строительных конструкций гражданских зданий за рубежом

Дата обрушения

Объект

Обрушившаяся конструкция

Кол-во жертв

21.11.2012

ТЦ Maxima (г. Рига, Латвия)

Стена, крыша

54 – погибли

10.06.2012

Торговый центр (Филадельфия, США)

Стена

6 – погибли,

13 – ранены

14.05.2012

Жилое здания (г. Ньягатар, Руанда)

Несущие конструкции

6 – погибли,

30 – ранены

24.04.2012

Административный комплекс Rana Plaza (г. Дакка, Бангладеш)

Несущие конструкции

1155 – погибли

04.04.2012

Недостроенное здание (г. Тхана, Индия)

Стена

74 – погибли,

60 – ранены

 

Итого жертв:

1295 – погибли,

103 – ранены

Обследование зданий и сооружений на первом этапе заканчивается оценкой изменения инженерно-геологических условий в период строительства и эксплуатации, установлением причин имеющихся деформаций, трещинообразований и составлением дефектной ведомости.

Детальное обследование включает следующие работы:

– отбор проб и определение прочности материалов;

– контрольные замеры и составление схем расположения несущих конструкций и поперечных разрезов здания;

– выполнение поверочных статических расчётов элементов конструкций здания и определение нагрузок на фундаменты с учётом их увеличения при реконструкции.

Обследуемый объект – корпус № 1 Института регионального развития Пензенской области – представляет собой четырехэтажное кирпичное здание с габаритными размерами 56,6×13,5 м в плане. Высота этажа 2,8 м. Подвал не предусмотрен. Здание ориентировочно построено в 80-х годах XX века. Рабочие чертежи архитектурно-строительной части проекта отсутствуют.

В конструктивном отношении вышеуказанное здание бескаркасное с продольными несущими кирпичными стенами. Предусмотрено две лестничные клетки.

Наружные стены выполнены из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе. До перекрытия второго этажа применен кирпич высотой 65 мм, кладка выше выполнена из утолщенного кирпича. Толщина наружных стен – 560 мм (со штукатуркой), внутренних – 420 мм (со штукатуркой).

Междуэтажные перекрытия из сборных железобетонных плит с круглыми пустотами. Кровля здания плоская, совмещенная с покрытием из четырех слоев рубероида и неорганизованным наружным водоотводом. Выход на кровлю осуществляется с лестничных клеток. Пространственная жесткость здания обеспечивается совместной работой продольных и поперечных стен с дисками междуэтажных перекрытий.

В ходе обследования были выявлены следующие дефекты: образование трещин в ограждающих конструкциях и разрушение участков кирпичной кладки (рис. 1–5).

Основные повреждения, отмеченные в конструкциях, явились следствием неравномерных деформаций грунтового основания, скопления атмосферных вод у здания и неисправности кровельного покрытия в уровне карниза.

pic_12.tif

Рис. 1. Трещины с шириной раскрытия более 5 мм

pic_13.tif

Рис. 2. Трещины в цокольной части здания с шириной раскрытия более 5 мм

pic_14.tif

Рис. 3. Трещины в цокольной части здания с шириной раскрытия более 5 мм

pic_15.tif

Рис. 4. Выпадение кирпичной кладки (обведено красным)

pic_16.tif

Рис. 5. Выпадение кирпичной кладки (обведено красным)

Характер образования трещин, отмеченных в наружных стенах здания, позволяет утверждать, что их формирование связано с неравномерными осадками фундаментов здания. Трещины не новые, что указывает на их возможное образование в первые годы эксплуатации здания. Общая устойчивость стен здания, ослабленных трещинами, обеспечивается выполненным усилением в виде тяжей. В целом состояние кладки стен, ослабленных вертикальными и наклонными сквозными трещинами, как несущей конструкции, оценивается как работоспособное. Состояние кладки наружных стен, выполняющей функцию ограждения, недопустимое (возможен выпад отдельных кирпичей).

В качестве вывода по результатам обследования для ликвидации повреждений отдельных конструкций здания и дальнейшей надежной эксплуатации здания в целом необходимо выполнить следующие мероприятия:

1. Исключить скопление атмосферных и талых вод у здания путем планировки территории и организованного отвода ливневых стоков в ливневую канализацию или специально организованный дренажный колодец.

2. Выполнить новую бетонную отмостку с покрытием асфальтом.

3. Для оценки происходящих деформаций основания фундаментов установить геодезические наблюдения за осадками здания. Наблюдения вести по маркам, установленным по углам здания. Периодичность съемки отметок марок – один раз в месяц в течение года. По результатам наблюдения за год сделать вывод о работе фундаментов и необходимости дальнейшего ведения наблюдений.

4. Произвести капитальный ремонт кровельного покрытия по всей площади. Для уменьшения образования наледи рекомендуется произвести замену старого утепления покрытия новым с заведением за наружную грань стены.

5. Произвести утепление наружных стен здания в соответствии с современными требованиями строительных и санитарных норм.

При условии выполнения мероприятий, представленных в данных выводах, надежная работа строительных конструкций будет обеспечена, возможность возникновения аварийной ситуации сведена к минимуму. Данные мероприятия следует выполнять в зданиях с аналогичными дефектами.

Помимо этого, авторы данной работы предлагают устранять неравномерные осадки зданий с помощью реактивных фундаментов. Работы в этом направлении ведутся на кафедре «Строительные конструкции» ПГУАС под руководством заслуженного изобретателя России К.К. Нежданова совместно с молодыми учёными и аспирантами [5, 6]. В случае обрушения части или всего здания целиком предлагается использовать перспективный метод разбора завалов, на который получен патент РФ [6, 7].


Библиографическая ссылка

Гарькин И.Н., Глухова М.В. ОПЫТ ОБСЛЕДОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 6-2. – С. 267-271;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40408 (дата обращения: 23.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074