В журнале “Архитектура и строительство” №1 за 2005 г. опубликована статья А.К. Лапчинского “Эксплуатационная надежность железобетонных безраскосных ферм (по результатам обследований и усиления конструкций покрытий над спортзалами средних учебных заведений)”. В ней затронут важный вопрос, связанный с оценкой технического состояния и разработкой мероприятий по повышению надежности существующих и проектируемых конструкций покрытия, что актуально в связи с известными авариями, повышением нормируемых значений снеговых нагрузок, ужесточением требований к железобетонным конструкциям в новых нормах и т.д.
Проведена большая и в целом полезная работа, позволившая оперативно выявить и укрепить дефектные конструкции. Однако, на мой взгляд, в статье, которая опубликована и в других изданиях (например, “Инженер-консультант”) есть дискуссионные положения и рекомендации, которые требуют профессиональных комментариев, особенно в связи с возникающими вопросами у проектировщиков и владельцев зданий. Обследованием детских учреждений по всей республике по заданию Минстройархитектуры занималось около 20 специализированных организаций, в том числе и УП “Стройнаука”. На некоторых объектах были выявлены трещины в опорных узлах безраскосных ферм, наличие которых не допускается нормами и инструкциями по проектированию. Однако, к сожалению, в большой по объему статье не уделено достаточного внимания толкованию выявленных фактов и обоснованию их причин. К спорным, не подтвержденным численными примерами, следует отнести утверждения о том, что “…поперечная арматура не обеспечивает требований по восприятию расчетных сочетаний усилий”; “…наиболее вероятная схема начальной стадии разрушения существенно отличается от условной схемы разрушения, положенной в основу методики расчета, по которой были рассчитаны фермы типовых серий”; “…вследствие недостаточной несущей способности бетона опорных узлов …заниженного количества поперечной арматуры опорные узлы ферм имеют сниженную надежность”, о наличии “конструктивных недоработок”, о которых автор неоднократно упоминает. Конкретные численные примеры, иллюстрирующие подобные выводы, крайне необходимы, хотя бы для отдельных проектных ситуаций. Вывод о том, что на некоторых объектах “резервы до стадии разрушения составляют 10–20%”, также не убедителен. Неясно, марка ферм при анализе принималась по проектным данным или уточнялась с учетом фактического армирования нижнего пояса. Может быть, просто смонтированы “не проектные” фермы и завышен вес кровли? Надо предметно разобраться с методикой расчета опорных узлов, возможно, уточнить ее, чтобы делать обоснованные выводы о необходимых ремонтных мероприятиях. Ведь конструкции таких ферм разработаны ведущими НИИ СССР в результате обширных экспериментально-теоретических исследований, в том числе ферм для малоуклонных покрытий. Огульная критика технических решений ферм и методов их расчета без предметного анализа выглядит некорректно. В этой связи неясно, чем приведенная автором схема трещинообразования и разрушения узла (одна из нескольких возможных) отличается от известных по научной и учебной литературе схем и в чем, соответственно, новизна “раскрытого” им механизма разрушения. Изополя касательных и нормальных напряжений, приводимые в статье и в отчетах, не дают численной картины напряженного состояния. Кроме того, они, очевидно, не учитывают влияние обжатия опорного узла преднапряженной арматурой, которая, находясь в зоне самозаанкеривания, создает значительные, меняющиеся по сложным законам напряжения sХ; sУ и t, существенно изменяя картину НДС. Возможность образования нормальных, наклонных и продольных трещин (с учетом нормативных нагрузок и характеристик материалов) можно (и нужно!) проверять с использованием как нормируемых методов расчета (по отдельным позициям), так и специальных методик, разработанных для расчета опорных узлов ферм. В частности, простейшие расчеты показывают, что в определенных ситуациях возможно образование не только наклонных, но и нормальных трещин на расстоянии 50–80 см от торца ферм. При этом трещина в зоне анкеровки растянутой арматуры нижнего пояса почти вертикальна, а наклонные трещины, начинающиеся от края опорной закладной детали, могут быть вторичны. Определяющим в этом случае часто является расчет на “нарушение анкеровки продольной арматуры”, в котором вертикальные хомуты вообще не участвуют, так как рассматривается равновесие сил, проектируемых на продольную ось нижнего пояса. В силу вышеизложенного обозначенная в статье область “потенциально опасных” классов и типоразмеров ферм также не выглядит убедительной. Предложения устанавливать наклонные хомуты всегда вызывали одобрение, но известно, что неоднократные попытки реализации таких схем армирования в массовых конструкциях заканчивались неудачей из-за их нетехнологичности. Конечно, фермы с трещинами в зоне анкеровки преднапряженной арматуры нужно усилять, но чтобы рекомендовать конкретные изменения в типовую документацию, требуется серьезный анализ результатов расчетов и испытаний. Однако в статье и в упоминаемых автором отчетах он отсутствует. И уж никак не следует утверждать, что необходимо усилять все фермы указанных серий на промышленных объектах. Это тысячи конструкций, действующие производства, т.е. огромные затраты. В первую очередь необходимо детальное обследование конструкций покрытий с выявлением фактических марок конструкций, их технического состояния, действительных нагрузок, в том числе от собственного веса покрытия, подвесного оборудования и т.д., и лишь затем на основе анализа результатов принимать решение о целесообразности тех или иных мероприятий. Следует приветствовать появление в журнале “Архитектура и строительство” публикаций, связанных с оценкой технического состояния и усилением конструкций зданий и сооружений, однако думается, что статьи, аналогичные рассматриваемой, целесообразно публиковать в рубрике “В порядке обсуждения”. Это позволит вести предметную дискуссию и будет действительно интересно и полезно широкому кругу специалистов.
Председатель экспертного совета
при БНТУ по координации,
совершенствованию и повышению
научно-технического уровня работ
в области обследования зданий
и сооружений Владимир Георгиевич Казачек