МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Проведение обследований металлических кон­струкций также как и железобетонных начинается с выявления технического состояния элементов зданий и сооружений [4, 8,].

Наряду с освидетельствованием, определяются свойства стали, расчетные сопротивления, фактичес­кие нагрузки, условия эксплуатации.

Дефектами и повреждениями металлоконструк­ций считаются:

— уменьшение площадей поперечных сечений вследствии коррозии или ошибок при изготовлении;

— отклонение размеров элементов, узлов, про­странственного взаимоположения стыков и элемен­тов;

— отсутствие соединительных элементов, обес­печивающих жесткость и устойчивость;

— искривление осей, погнутость, уменьшение размеров сварных швов и некачественная сварка;

— наличие трещин, надрезов, нарушение затяж­ки болтовых соединений и т. д.

Многие из перечисленных выше дефектов еще не дают оснований для ограничения режима эксплуата­ции конструкций:

в зависимости от величины отклонений, их харак­тера и результатов проверочных расчетов они могут быть признаны допустимыми или недопустимыми [19, 20]. При проведении обследований именно эта часть работы является наиболее важной. От опыта специ­алистов, выполняющих инженерные обследования, зависит какое решение будет принято: сохранение конструкций без изменений, усиление отдельных эле­ментов, изменение расчетной схемы и реконструкция или полная замена с демонтажом. Их заключение определяется не только инженерными знаниями, но и элементом обоснованного риска, связанного с прогно­зированием дальнейшей работоспособности зданий и сооружений. И хотя существуют довольно подробные рекомендации по допустимым и недопустимым откло­нениям [8], любая типовая строительная конструкция проработавшая в условиях действующего предприя­тия с агрессивными средами значительный срок тре­бует индивидуального решения.

Особое внимание при обследовании должно быть обращено на состояние и состав защитных покрытий и характер продуктов коррозии.

При оценке лакокрасочных покрытий определя­ется: адгезия к металлу, состав покрытия с учетом грунтовочного и покрывных слоев, способ подготовки, толщина и сплошность покрытия.

При осмотре обращается внимание и на другие признаки: наличие шелушения, растрескивание про­дуктов коррозии под лакокрасочным покрытием и др.

Кроме того, определяется площадь повреждения защитных покрытий, толщины продуктов коррозии и глубина язвенных поражений. При этом необходимо обращать особое внимание на технологию восстанов­ления и защиты, так как для химзащитных работ требуются не только специальные температурно­влажностные условия (табл. 8, 2), но и возведение лесов, подмостей, опор и т. д. Поэтому при обследова­нии необходимо решать не только «что» необходимо делать, но и «как» в условиях действующего произ­водства выполнить комплекс работ по восстановле­
нию конструкций и защитных покрытий за ограничен­ный период его остановки [2, 14, 27].

Коррозионный износ определяют путем замеров толщины металла штангенциркулем, микрометром, механическими толщиномерами. За фактическую тол­щину сечения элемента принимают средние арифме­тические значения <5 [3] где

5—замеры толщины в і—точке

п—число замеров на элементе.

При язвенной коррозии и питтингах толщина эле­ментов измеряется с помощью специальных скоб или индикаторами.

Необходимо учитывать регламентированные по ГОСТу допуски на толщину проката. Количество заме­ров зависит от величины отклонений от средних зна­чений. Обычно выполняют до 10 замеров и определя­ют среднеарифметическое (<5Ш) и средне квадратич­ное отклонение (<5Ш). За начальную толщину элемента д0 принимается наибольшее из максимальной, полу­ченной по замерам элемента: (<5Ш + 3<5Ш) и минималь­ной.

Средняя толщина уменьшения сечения элемента Дэл определяется по формуле: Дэл = <5о — д.

При получении средних значений уменьшения се­чения по отдельным элементам их определяют для однородной группы конструкций

конст.

где пэл — число обследованных и замеренных элемен­тов однородной выборки (необходимых для получения однородных результатов). Среднюю скорость коррозии определяют по фор­муле:

V = ■

где Т — срок службы конструкций к моменту проведе­ния обследований. Прочность и устойчивость элемен­тов и соединений проверяют с учетом обнаруженных при обследовании всех видов дефектов как коррози­онных, так и механических.

Расчет металлических конструкций, подвержен­ных коррозионному износу выполняют по общестро­ительным нормам (СНиП 11-23-81*), с учетом дополне­ний и изменений предложенных А. С. Коряковым (Московский инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева [3].)

При равномерной сплошной коррозии расчетную площадь поперечного сечения Аэф допускается оп­ределять по формуле

Аэф = (1 — КсД*) Ап,

где Ап — площадь поперечного сечения без учета кор­розионных повреждений.

Кс—коэффициент слитности сечения, равный от­ношению периметра к площади поперечного сечения элемента

Размерность Кс = 7777.

м м

Приближенно за величину коэффициента Кс при­нимается:

уголки — 2/t

Замкнутые Профили — 1/t

швеллеры и двутавры — 4/(t + d), где t и d—толщины полки и стенка.

Для замкнутых профилей периметр принимается

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

из расчетов только наружной поверхности эле­мента.

Расчетный момент сопротивления при проверке прочности изгибаемых элементов определяется по формуле:

Wef=(l—A*^k)W,

где W — момент сопротивления без учета коррозион­ных повреждений

i^k—коэффициент характеризующий изменение момента сопротивления вследствии коррози­онного износа и составляет: от 0,11 до 0,33 в зависимости от типа профиля.

Величина проникновения коррозии А* в перечис­ленных выше формулах принимается при односторон­ней коррозии профилей замкнутого сечения и лис­товых конструкций Д* = Д.

При двусторонней коррозии открытых профилей (двутавры, уголки, швеллеры) где Д — утонение элементов, равное разнице между начальной и фактической (конечной) толщиной.

В том случае, если металлоконструкции имеют начальную или остаточную после коррозии толщину 5 мм и менее, или если относительный коррозионный износ превышает 25% согласно [3] вводится допол­нительный коэффициент к учету изменения площади поперечного сечения, снижающий расчетное сопро­тивление стали — yd значение которого составляется при слабо агрессивной среде—yd=0,95 при средне агрессивной среде — yd = 0,90 при сильно агрессивной среде — yd = 0,85.

Так как агрессивные среды вызывают изменения критической температуры хрупкости стали, для ука­занных выше элементов (имеющих малую толщину и значительный коррозионный износ) снижается сопро­тивлению хрупкому разрушению при пониженных температурах путем изменения критической темпера­туры Тк (табл. 8.6).

Таблица 8.6

СНИЖЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ХРУПКОСТИ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ С КОРРОЗИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ

Марки стали

ВСтЗ

09Г2

10Г2С1

18ГАФпс

14ГСМФР

ДТк

15

20

25

30

35

Возобновление вторичной лакокрасочной защиты следует производить при ее разрушении до 2—3 бал­лов для основных несущих конструкций в слабоагрес­сивной среде и 4 баллов для несущих в средне и сильно агрессивных средах и ограждающих конструк­циях при снижении показателей адгезии покрытия до 3—4 баллов.

В средне и сильно агрессивных средах редко удается рекомендовать частичное восстановление по­крытий, поэтому чаще используется сплошная окрас­ка с предварительной очисткой [14, 18,].

Именно подготовка поверхности конструкций в действующих предприятиях является одной из трудно­выполнимых операций, так как под большинство хи­мически стойких покрытий требуется пескоструйная очистка. Чаще возможно выполнить очистку только металлическими щетками. Применительно к такой подготовке должны выбираться и лако-красочные по­крытия. Поэтому на действующих предприятиях ис­пользование преобразователей весьма эффективно.

Кроме преобразователей следует отметить высо­кую защитную способность жировых смазок (особен­но ингибированных), петролатума, состав типа ПВК, ПП-95-5 и др., которые также можно наносить без тщательной очистки по лакокрасным покрытиям.

В отдельных случаях смазки используются и как самостоятельная система защиты.

Обследование ограждающих конструкций прово­дится с учетом особенностей их работы [10, 11].

Так для наружных стен, кроме визуальных осмот­ров и проверки прочности неразрушающими метода­ми, выполняется тепло-технический расчет. В расчете используются фактические показатели влажности ма­териала стен и температурно-влажностные характе­ристики помещений, с учетом влияния агрессивных сред (особенно твердых).

Для восстановления кирпичных стен поврежден­ных в результате недостаточной морозостойкости участки стен разбирают, а в сохранившуюся часть стены заделывают анкерные кирпичи, которые ис­пользуются для перевязки новой кладки. Небольшие трещины заделывают цементным раствором или вы­полняют иньекцирование. В мокрых помещениях, где нельзя по технологическим требованиям уменьшить влажность, должна быть выполнена или восстановле­на защитная пароизоляция из оклеенных материалов или штукатурка цементно-песчаным раствором (с уплотнительными добавками).

Нередко наружные стены не удовлетворяют тре­бованиям по термическому сопротивлению, что при­водит к снижению долговечности. При ремонтах ис­пользуются различные способы повышения теплоза­щитных свойств, в том числе устройство дополнитель­ного утепления с наружной стороны. См. рис. 8.3

Эффективность применения экранированных стен подтверждена опытом эксплуатации многих про­мышленных предприятий. Для помещений с повышен­ной влажностью — это один из наиболее эффектив­ных методов повышения долговечности. Устройство экранирования эффективно как для кирпичных, так и панельных стен. В зимний период движение нагретого воздуха между экраном и стеной способствует ас­симиляции водяного пара и уносит влагу, поступаю­щую через внутреннюю часть стены в пространство между утеплителем и экраном. В теплый период года дождевая влага, проникая через неплотность экрана интенсивно испаряется благодаря естественной вен­тиляции воздушной прослойки [13].

В качестве утеплителя можно применять минера­ле ватные плиты, фибролит, пенополистирол и др.

По высоте экранированные стены должны иметь перегородки через 5—6 м с тем, чтобы не было пере­охлаждения воздуха в зимний период.

Кровли. Дефекты кровельных покрытий приводят к увлажнению утеплителя, снижению его теплотех­нических показателей, промерзанию плит покрытий их увлажнению и интенсивной коррозии конструкции. Ремонты кровли нередко составляют основные затра­ты по содержанию зданий.

Для ремонта рулонных кровель (они являются пока основными в промышленности) применяют как рулонные, так и безрулонные материалы. При этом необходимо выполнять проверку влажности утепли­теля. Если пароизоляция отсутствует, не всегда ре­монт гидроизоляции может обеспечить нужные теп­лотехнические показатели утеплителя. Это относится в первую очередь к производствам, где наблюдается

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

При ремонте и замене водоприемных воронок необходимо обеспечить теплоизоляцию труб, прохо­дящих в помещении (рис. 8.5).

 

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Подпись: Рис. 8.5. Уменьшение конденсата на поверхности труб внутреннего водоотвода 1 — пароизоляция; 2 — утеплитель; 3 — стальная или чугунная труба. Рис. 8.3.

Конструкция наружных стен с дополнительным экраном из асбестоцементных или стальных оцинкованных листов и утеплителя:

1—асбестоцементные или оцинкованные листы; 2 — воз­душная вентилируемая прослойка; 3 — утеплитель; 4 — ке­рамзитобетон; 5 — кирпичная кладка; 6 — тяжелый бетон.

повышенная и высокая влажность воздуха. Увлаж­нение утеплителя вызывает не только увеличение его массы (и соответственно дополнительной нагрузки на конструкции). Он становится малоэффективным, по­крытие может промерзать и тем самым испытывать многократные циклы замерзания и оттаивания в увлажненном состоянии (См. Главу 9). Поэтому заме­ну кровельной гидроизоляции нельзя выполнять без тщательного обследования и проведения диагностики всего покрытия, включая как несущие элементы так и ограждающие. В проекте на ремонт должно быть обращено должное внимание на многочисленные де­тали, являющиеся потенциальными местами проте­чек: крепление к дефлекторам, опорам, сопряжениям с вертикальными элементами деформационным швам (рис. 8.4).

Подпись: Рис. 8.4. Устройство деформационного шва в кровле при наличии пароизоляции: 1 — Пороизол, асбестовый жгут с мастикой и др.; 2 — компенсатор из оцинкованной стали; 3 — дополнительная гидроизоляция; 4—основная гидроизоляция кровли; 5 — стяжка; 6—утеплитель; 7 — пароизоляция; 8 — несущий элемент покрытия; 9 — компенсатор из фольгоизола; 10 — деревянные пробки. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Трубы подвергаются наиболее интенсивной кор­розии, так как при температуре внутреннего воздуха + 18 а-20° С в осенние и весенние периоды температу­ры на их поверхности значительно ниже. Образуется конденсат, активно взаимодействующий с агрессив­ными газами.

Наблюдались случаи, когда раскосы форм покры­тий на которые попадал конденсат с водоприемных труб имели сквозные локальные коррозионные по­вреждения при полном отсутствии коррозии в осталь­ных элементах [12, 15, 16, 17].

/

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *