На ниже приведённой фотографии зафиксирован случай обрушения сборной железобетонной балки покрытия в связи с ее перегрузом. В летний период производился ремонт кровли. Суть ремонта заключалась в следующем:
Обрушение покрытия здания произошло в зимний период. Средняя высота снегового покрова в момент обрушения составляла 230 мм при средней плотности снегового покрова 210 кг/м3. Следовательно, снеговая нагрузка в момент обрушения балки покрытия не превышала 48 кг/м2.
Балки, установленные в покрытии здания, соответствовали марке БНСО-15-1 по серии ПК-01-07 «Железобетонные сборные несущие конструкции для покрытий с рулонной кровлей. Балки предварительно напряжённые, собираемые из блоков, для пролётов 12, 15 и 18 м», разработанной Проектным институтом № 1 Минстроя и утверждённые Госстроем СССР в 1956 году. По серии ПК-01-07 балки запроектированы на нормативную равномерно распределённую по площади нагрузку от покрытия (без учёта веса балки) 290 кгс/м2. Из этой нагрузки надо вычесть собственный вес ребристых сборных железобетонных плит покрытия 170 кг/м2, вес бетона замоноличивания швов между плитами и массу рулонной кровли 20 кг/м2. Таким образом, на снеговую нагрузку остаётся только 100 кг/м2. По типовой серии балки предполагалось применять только в зданиях с неутеплённой кровлей, рулонная гидроизоляция должна укладываться непосредственно на плиты покрытия без каких-либо стяжек.
Низкие значения несущей способности сборных железобетонных элементов, заложенные в типовые серии, разработанные с 1954 по 1959 годы, являются очень характерными для этого периода проектирования. В этот период пытались достигнуть наибольшей экономии строительных материалов и фактически конструкции были экспериментальными. В дальнейшем приобретался негативный опыт эксплуатации таких «экономных» конструкций и подобные типовые серии отменялись. На сегодняшний момент сборные железобетонные конструкции, собранные из отдельных блоков, встречаются, но не часто.
При обследовании подобных балок всегда возникают трудности в определении их армирования из-за особенностей изготовления. Поперечное сечение балок – двутавровое. По длине балки пролётом 15 м собраны из пяти отдельных блоков. Блоки соединены между собой в верхней части стальной пластиной. Пластина приварена к закладным деталям верхнего пояса каждого блока. В нижней части блоки соединены между собой предварительно напряжённой пучковой арматурой (3 пучка). Арматурные пучки пропущены в каналы диаметром 50 мм (см. фото ниже). Натяжение пучковой арматуры производилось при укрупнённой сборке балки на строительной площадке. После натяжения и анкеровки арматуры на торцах балки каналы инъецировались цементным раствором. После чего балка готова к монтажу. Опалубочные размеры и схема армирования балок покрытия приведена на рисунке ниже.
Любое вскрытие арматуры при обследовании балок немедленно приводит к нарушению антикоррозионной защиты пучковой арматуры. Диаметр проволоки пучковой арматуры всего 2,5 мм, опасный коррозионный износ такой арматуры без защиты будет достигнут за несколько недель. Кроме того, даже при вскрытии невозможно достоверно установить количество проволок и прочностные характеристики стали.
Из обрушившейся балки были отобраны образцы арматурной проволоки для механических испытаний. В результате испытаний получены значения, которые значительно ниже справочных значений, указанных в таблице В.2 СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений» для проволоки высокопрочной гладкой В-II:
Расчёт балки с фактическими характеристиками арматуры показал, что её прочность ниже, чем указано в типовой серии примерно на 25%, а балка в момент обрушения была перегружена в 2,5 раза. Следовательно, ещё до ремонта кровли, которое привело к перегрузу и обрушению покрытия, балки находились в ограниченно работоспособном состоянии. Их эксплуатация была возможна только при организации регулярной очистки кровли от снега в зимний период. Ремонт кровли был возможен только при условии замены гидроизоляционных слоёв без устройства каких-либо дополнительных слоёв.
Заказать обследование балок и других строительных конструкций вы можете по телефону +7 (343) 289-62-61 или с помощью онлайн заявки на нашем сайте.
Автор статьи: директор ООО «БТЭ» Мокроносов Антон Геннадьевич.
