Ошибки при проектировании строительных конструкций

     
Ошибки при проектировании строительных конструкций

     
Общие причины ошибок

Повреждения сооружений могут быть вызваны неудачно принятыми в процессе проектирования как конструктивными решениями самого сооружения, так и его отдельных конструкций.

В процессе проектирования может преобладать мнение о надёжности принятых конструктивных решений (что обычно характерно для малоопытных проектировщиков) или может быть сомнение в наличии ошибок в конструкциях проекта.

В первом случае такая уверенность базируется на отсутствии ошибок, так как конструктивные решения хорошо отработаны предыдущими проектами, а расчеты выполнены на компьютере. Однако в этом случае ошибки возможны вследствие недоучёта ряда "мелочей", на которые при проектировании мало обращали внимание.

Ошибки при проектировании конструкций могут привести к следующим последствиям:

- недостаточной прочности конструкции и сооружения в целом;

- затруднению в эксплуатации сооружения вследствие недопустимых прогибов, трещин, колебаний, промерзания и увлажнения ограждающих конструкций, повышенной звуко- и теплопроводности и пр.;

-  недостаточной долговечности конструкций вследствие коррозии материалов, низкой их морозостойкости и др.;

-  принятию нерациональных конструкций (например, создания "мёртвых" зон за счёт большой высоты конструкции покрытия или частой сетки колонн, трудностей в качественном изготовлении и ремонте построенных конструкций, больших эксплуатационных расходах по содержанию конструкций).

При решении любой технической задачи в первую очередь необходимо оценивать и проверить достоверность основных исходных данных и соответствие технических предпосылок действительным условиям. Разработчику проекта сооружения необходимо побывать на строительной площадке объекта.

Так, при разработке проекта надстройки мансарды над существующим зданием в Москве проектировщики руководствовались материалами обмеров, выполненных сторонней организацией. Несущие конструкции покрытия мансарды были запроектированы в виде ломаных стальных ригелей двутаврового сечения пролётом 14 м с опиранием их на существующие продольные несущие стены. Стальные конструкции покрытия были изготовлены на заводе металлических конструкций и доставлены на объект строительства для их монтажа.

При монтаже ригелей выяснилось, что их размеры по длине оказались короче требуемых на 25 см и они "проваливались" между стенами. На исправление допущенной ошибки проектировщиков потребовались значительные материальные затраты. Ошибка возникла вследствие того, что проектировщик лично не проконтролировал генеральные размеры в натуре разрабатываемых им ответственных несущих конструкций ригелей и доверился недобросовестно проведенным обмерам сторонней организации.

В случае, когда у проектировщика имеются сомнения в надёжности разработанного им конструктивного решения вследствие: неполноты исходных данных, новизны конструктивного решения, неясности действительной работы конструкций и сооружения в целом, отсутствия достаточного опыта на проектирование, а также недостатка времени при проектировании, необходимо осуществлять дополнительный контроль качества проектирования.

В этом случае по принятому конструктивному решению желательно получить заключение опытного независимого специалиста, проанализировать возможное влияние неблагоприятных факторов, ознакомиться с авариями и повреждениями аналогичных сооружений и в случае необходимости провести экспериментальные исследования.

На рис.1 показана схема возможных ошибок при проектировании конструкций.

      
Рис.1. Схема возможных ошибок при проектировании

При принятии общего конструктивного решения сооружения, помимо самих конструктивных требований, нужно учитывать возможные трудности с изготовлением конструкции, доступность наблюдения за её техническим состоянием, приспособленность к ремонту.

Новые архитектурные формы сооружения должны учитываться при выборе и проработке конструктивных решений, для чего проводится их предварительный анализ.

Неучёт экологических требований может повлечь загрязнение окружающей внешней среды. Например, утечки нефтепропродуктов из резервуаров потребуют в дальнейшем проведения дополнительных дорогостоящих мероприятий по усилению конструкций. Попадание внешних сточных или загрязнённых вод в очистные сооружения для чистой воды может привести к серьёзным последствиям и остановке сооружений.

Непродуманность конструктивного решения в части осмотра конструкций и ремонта, что особенно важно при воздействии агрессивных сред, может привести к усложнению их эксплуатации.

Автором в 1990 году производилось обследование двухъярусных эстакад технологических трубопроводов на Новгородском химическом комбинате. Эстакады представляли из себя сооружение с железобетонными и стальными опорами и стальными пролётными строениями в виде тяжёлых ферм, на верхних и нижних поясах которых располагались на многоярусных стальных траверсах около 200 различных труб и кабелей, тем самым заполняя всё пространство между спаренными фермами пролётного строения.

Вследствие воздействия сильной агрессивной внешней среды, несмотря на принятую в проекте антикоррозионную защиту, происходила интенсивная коррозия стальных конструкций и пролётные строения через 7-10 лет с момента постройки пришли в аварийное состояние (рис.2).

     
Рис.2. Сквозное разрушение от коррозии нижнего пояса фермы пролётного строения эстакады в г.Новгороде