|
|
|
|
|
|
|
Экспертиза технического состояния и оценка остаточного ресурса зданий и сооружений
14 марта 2016
Говоров Д.В.1, Говорова И.А.1, Зирка В.Г.2, Говоров В.А.1, Черняева Н.С.1, Поснов И.В., Кармаданов А.П., Аличкина Л.Г., Бурдинский С.А., Александров В.А.; Ханина Е.С.
1ООО НПО «СибЭРА», г. Красноярск
2ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск
Остаточный ресурс объекта устанавливается на основе совокупности имеющейся информации прогнозированием его технического состояния по определяющим параметрам до достижения предельного состояния.
Расчеты остаточного ресурса строительных конструкций рассмотрим на примере технического состояния производственного здания металлургического производства за последние 15 лет эксплуатации на основании результатов обследования.
Расчет выполнен по методике, изложенной в действующем документе [1]. Оценка надежности строительных конструкций при эксплуатации производилась с учетом имеющихся в них повреждений, устанавливаемых на основе визуально-измерительного контроля.
Методика расчета остаточного ресурса предполагает, что имеется достоверная информация о техническом состоянии строительных конструкций, фактических свойств материалов и выполнены поверочные расчеты с учетом имеющихся дефектов и повреждений конструкций.
Оценка технического состояния здания позволяет назначить срок остаточного ресурса здания до капитального ремонта или вывода из эксплуатации. Исходные данные для расчета
Объект расчета: производственное здание металлургического предприятия. Производственное здание введено в эксплуатацию в 1979 г. Производственное здание – однопролетное, одноэтажное здание, с размерами в осях 24,0 х 69,2 м. Высота здания до низа стропильных конструкций покрытия составляет 16,2 м, в коньке –20,11 м. Площадь обследуемого здания – 1730 м2. Конструктивная система здания – каркасная. Каркас здания выполнен из сборных железобетонных конструкций.
Расчет остаточного ресурса строительных конструкций здания выполнен на основании результатов проведенных обследований в 2005 г.
При проведении обследования в 2005 г. было установлено, что в период эксплуатации здания с 2000 по 2005 г.г. были проведены следующие ремонтные работы: - в 2002 г. выполнена замена плит покрытия в осях 38-40. Плиты покрытия в середине пролета заменены пространственными металлическими конструкциями; - в 2003 г. выполнен капитальный ремонт кровли с заменой внутреннего водостока на наружный организованный водосток. При устройстве кровли были нарушены проектные решения выполнения стяжек, придающих уклон водостоку. Толщина стяжки вместо 25-30 мм выполнена толщиной 50 мм, новое покрытие уложено поверх старого, у которого толщина стяжки в свою очередь составляет 220 мм. При сборе нагрузок выяснилось, что вместо проектной нагрузки на плиты покрытия в карнизной части, равной 690 кг/м2, действует нагрузка равная 865 кг/м2, что в 1,25 раза превышает расчетную.
На основании визуального обследования производственного здания установили величины повреждений различных несущих конструкций: - фундаменты - категория состояния 2, поврежденность ε1= 0,05; - колонны - категория состояния 3, поврежденность ε2= 0,15; - вертикальные крестовые связи - категория состояния 3, поврежденность ε3= 0,15; - стропильные фермы - категория состояния 4, поврежденность ε4= 0,25; - подкрановые балки - категория состояния 2, поврежденность ε5= 0,05; - плиты покрытия - категория состояния 4, поврежденность ε6= 0,25; - наружные стены - категория состояния 3, поврежденность ε7= 0,15; - кровля - категория состояния 4, поврежденность ε8= 0,25; - отмостка - категория состояния 3, поврежденность ε9= 0,15.
Определили техническое состояние здания в целом с учетом значимости отдельных конструкций. Коэффициенты значимости приняли: - фундаменты - α1= 3; - колонны - α2= 8; - вертикальные крестовые связи – α3= 2; - стропильные фермы – α4= 7; - подкрановые балки – α5= 4; - плиты покрытия – α6= 2; - наружные стены – α7= 2; - кровля – α8= 2; - отмостка – α9= 2. Общая поврежденность здания составила: ε= (3*0,05+8*0,15+2*0,15+7*0,25+4*0,05+2*0,25+2*0,15+2*0,25+2*0,15)/ /(3+8+2+7+4+2+2+2+2)= 5,2/32 = 0,1625 Таким образом, техническое состояние производственного здания отнесли к 4 категории (неудовлетворительное состояние).
Существующие повреждения свидетельствовали о непригодности к эксплуатации конструкций. Требовался капитальный ремонт с усилением конструкций.
Далее определили остаточный срок эксплуатации конструкций до проведения капитального ремонта или наступления аварийного состояния.
Относительная оценка надежности здания составила: у = 1 – ε = 1 - 0,1625 = 0,8375 Постоянная износа, определяемая по данным обследования на основании изменения несущей способности, составила: λ= -ln(0,8375)/31 = 0,00572 Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до проведения капитального ремонта в годах составил: t = 0,16 / 0,00572 = 27,79 лет Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до наступления аварийного состояния составил: t = 0,22 / 0,00572 = 38,46 лет Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до проведения капитального ремонта в годах, при установленной системе ремонтов, составил: 27,79 – 26 = 1,79 лет. Остаточный ресурс (срок безаварийной эксплуатации) здания, при установленной системе ремонтов, составил: 38,46 – 26 = 12,46 лет.
Вывод Расчеты общей поврежденности строительных конструкций показали, что техническое состояние производственного здания отнесено к 4 категории (неудовлетворительное состояние).
Остаточный ресурс (срок безаварийной эксплуатации) здания с учетом обнаруженных повреждений конструкций, при установленной системе ремонтов, составил 12,46 лет.
Расчет остаточного ресурса строительных конструкций здания на основании проведенного обследования в 2010 г.
В процессе проведения экспертизы промышленной безопасности в 2010 г. было установлено, что рекомендации, указанные в материалах экспертизы промышленной безопасности 2005 г., выполнены не в полном объеме. Капитальный ремонт кровли не выполнен, и нагрузки, действующие на плиты покрытия, превышают расчетную величину.
На основании визуального обследования строительных конструкций производственного здания установили величины повреждений различных несущих конструкций:
- фундаменты - категория состояния 2, поврежденность ε1= 0,05; - колонны - категория состояния 3, поврежденность ε2= 0,15; - вертикальные крестовые связи - категория состояния 3, поврежденность ε3= 0,15; - стропильные фермы - категория состояния 4, поврежденность ε4= 0,25; - подкрановые балки - категория состояния 2, поврежденность ε5= 0,05; - плиты покрытия - категория состояния 4, поврежденность ε6= 0,25; - наружные стены - категория состояния 3, поврежденность ε7= 0,15; - кровля - категория состояния 4, поврежденность ε8= 0,25; - отмостка - категория состояния 3, поврежденность ε9= 0,15.
Трещины в колонне и плите покрытия, появившиеся в результате превышения нагрузки.
Определили техническое состояние здания в целом с учетом значимости отдельных конструкций.
Общая поврежденность здания составила: ε= (3*0,05+8*0,15+2*0,15+7*0,25+4*0,05+2*0,25+2*0,15+2*0,25+2*0,15)/ /(3+8+2+7+4+2+2+2+2)= 5,2/32 = 0,1625
Таким образом, техническое состояние производственного здания отнесли к 4 категории (неудовлетворительное состояние).
Существующие повреждения свидетельствовали о непригодности к эксплуатации строительных конструкции. Требовался капитальный ремонт с усилением конструкций.
Определили остаточный срок эксплуатации конструкций до проведения капитального ремонта или наступления аварийного состояния.
Относительная оценка надежности здания составила: у = 1 – ε = 1 - 0,1625 = 0,8375 Постоянная износа, определяемая по данным обследования на основании изменения несущей способности, составила: λ= -ln(0,8375)/31 = 0,00572 Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до аварийного состояния составил: t = 0,22 / 0,00572 = 38,46 лет Остаточный ресурс (срок безаварийной эксплуатации) здания, при установленной системе ремонтов, составил: 38,46 – 31 = 7,46 лет. Вывод
Расчеты общей поврежденности строительных конструкций показали, что техническое состояние производственного здания может быть отнесено к 4 категории (неудовлетворительное состояние).
Срок эксплуатации здания до проведения капитального ремонта, с учетом выявленных повреждений конструкций, истек.
Остаточный ресурс (срок безаварийной эксплуатации) здания, с учетом обнаруженных повреждений конструкций, при установленной системе ремонтов, составил 7,46 лет.
Расчет остаточного ресурса строительных конструкций здания на основании проведенного обследования в 2015 г.
В процессе проведения экспертизы промышленной безопасности в 2015 г. было установлено, что рекомендации, указанные в материалах экспертизы промышленной безопасности 2010 г., выполнены в полном объеме.
На основании визуального обследования производственного здания установили величины повреждений различных несущих конструкций: - фундаменты - категория состояния 2, поврежденность ε1= 0,05; - колонны - категория состояния 3, поврежденность ε2= 0,15; - вертикальные крестовые связи - категория состояния 3, поврежденность ε3= 0,15; - стропильные фермы - категория состояния 2, поврежденность ε4= 0,05; - подкрановые балки - категория состояния 2, поврежденность ε5= 0,05; - плиты покрытия - категория состояния 3, поврежденность ε6= 0,15; - наружные стены - категория состояния 3, поврежденность ε7= 0,15; - кровля - категория состояния 2, поврежденность ε8= 0,05; - отмостка - категория состояния 3, поврежденность ε9= 0,15. Определили техническое состояние здания в целом с учетом значимости отдельных конструкций.
Общая поврежденность здания составила: ε= (3*0,05+8*0,15+2*0,15+7*0,05+4*0,05+2*0,15+2*0,15+2*0,05+2*0,15)/ /(3+8+2+7+4+2+2+2+2)= 3,2/32 = 0,1
Таким образом, техническое состояние производственного здания отнесли к 3 категории (ограниченно работоспособное).
Для продолжения эксплуатации здания требуется провести ремонт поврежденных конструкций здания.
Определили остаточный срок эксплуатации конструкций до проведения капитального ремонта или наступления аварийного состояния. Относительная оценка надежности здания составила: у = 1 – ε = 1 - 0,1 = 0,9 Постоянная износа, определяемая по данным обследования на основании изменения несущей способности, составила: λ= -ln(0,9)/36 = 0,0029267 Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до проведения капитального ремонта в годах составил: t = 0,16 / 0,0029267 = 54,5 лет Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до наступления аварийного состояния составил: t = 0,22 / 0,0033715 = 75 лет Срок эксплуатации здания с момента ввода в эксплуатацию до проведения капитального ремонта в годах, при установленной системе ремонтов, составил: 54,5 – 36 = 18 лет. Остаточный ресурс (срок безаварийной эксплуатации) здания, при установленной системе ремонтов, составил: 75 – 36 = 39 лет. Вывод Расчеты общей поврежденности показали, что техническое состояние производственного здания отнесено к 3 категории (ограниченно работоспособное). Срок эксплуатации здания до капитального ремонта с учетом обнаруженных повреждений конструкций составил 18 лет. Остаточный ресурс (срок безаварийной эксплуатации) здания с учетом обнаруженных повреждений конструкций, при установленной системе ремонтов, составил 39 лет. Таким образом, выполненные расчеты позволяют оценивать эксплуатационную пригодность конструкций производственного здания во времени до и после проведения ремонтов, устанавливать время проведения ремонтов, а также прогнозировать возможность наступления предельного состояния при отсутствии ремонта, что способствует повышению надежности здания. Список литературы: 1. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам. М.: ЦНИИПромзданий, 2001, - 40 с. 2. Добромыслов А.Н. Оценка надежности зданий и сооружений по внешним признакам. Справочное пособие. – М.: Издательство АСВ, 2004, - 72 с.
Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~yctKC
|
|
