Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СВОДЧАТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ЗДАНИЯ, РАСПОЛОЖЕННОГО НА УЛИЦЕ ПОЧАИНСКОЙ, 17-Е В НИЖНЕМ НОВГОРОДЕ

Григорьев Ю.С. Фатеев В.В.

Здание бывшего пивоваренного завода, принадле­жавшее до 1917 года А.Ф. Ермолаеву, 5-этажное (включая цокольный), кирпичное, с неполным метал­лическим каркасом, компактной трапецеидальной (близкой к прямоугольной) формы в плане, с деревянным чердачным перекрытием и с междуэтажным перекрытиями из кир­пичных сводов, выполненных по стальным двутавровым балкам. №23, принятых по «Русскому сор­таменту», расположенных с шагом 1,18 м (рис. 1). Своды опираются на продольные кир­пичные стены и на стальные продольные балки, опирающиеся, в свою очередь, на сталь­ные колонны и поперечные несущие стены (рис. 2).

Рис. 1. Здание бывшего пивоваренного завода, принадле­жавшего до 1917 года А.Ф. Ермолаеву

Рис. 2. План 2-го этажа здания

Основными несущими конструкциями здания являются наружные и внутренняя кирпичные стены со встроенным стальным неполным каркасом. Стены переменной толщины по высоте здания выложены из обыкновенного глиняного кирпича на цементном растворе с добавлением извести.

При обследованиях строительных конструкций в наружных и во внутренних стенах здания были обнаружены трещины, рассекающие стены по всей высоте.

Выполненными исследованиями было установлено, что причиной деформации здания и образования в стенах трещин являются неравномерные осадки грунтового основания. Однако причиной развития неравномерных осадок является не ухудшение прочностных и деформационных свойств грунтов, а изменение конструктивной схемы здания и перераспределение нагрузок передающихся на стены в результате разрушения коррозией металлических колонн каркаса на первом этаже здания.

Обследованием металлических конструкций было установлено:

1. Колонны встроенного стального каркаса, расположенные на пересечении координационных осей «3»/«Б» и «4»/«Б» (рис. 2, клепаного сечения, состоящего из двух швеллеров №30 и стальных листов толщиной 12 мм.

2. В сечениях, расположенных на высоте 1,7 м над уровнем перекрытия цокольного этажа, колонны полностью разрушены коррозией (рис. 3-5).

3. Величина потери площади поперечного сечения колонн составляет 70...90%.

 

Рис. 3. Стальная колонна, расположенная на пересечении осей «Б»/«3».

 

Рис. 4. Отверстие, образовавшееся в стенке швеллера, в результате разрушения металла коррозией.

 

Рис. 5. Разрушенный сквозной коррозией накладной лист колонны

3. Опирающиеся на разрушенные колонны строительные конструкции вышерасположенных четырёх этажей (колонны и перекрытия) удерживаются от обрушения только за счет совместной работы сводчатых перекрытий и неразрезных стальных балок, обладающих достаточной прочностью и жесткостью. Сложившаяся к моменту выполненных обследований (апрель 2009 г.) ситуация на объекте являлась аварийной, могло произойти обрушение междуэтажных перекрытий и возможно всего здания. В связи с этим все работы по очистке здания от строительного мусора, по обследованию, разборке и монтажу конструкций были приостановлены вплоть до ликвидации аварийной ситуации. Параллельно были выполнены работы по усилению разрушенных колонн и по расчету напряженно-деформированного состояния наиболее нагруженного перекрытия 2-го этажа. Расчеты НДС сводчатого перекрытия были выполнены для двух конструктивных схем.

Конструктивная схема №1. Сводчатое перекрытие опирается на продольные наружные стены, а в средине пролёта на продольную балку, опирающуюся, в свою очередь, на две колонны и на поперечные несущие стены. Такая конструктивная схема соответствует первоначальному состоянию перекрытия, когда колонны находились в работоспособном состоянии (рис. 6).

Конструктивная схема №2 соответствует состоянию сводчатого перекрытия на момент разрушения поперечного сечения колонн 1-го этажа.

 

Рис. 6. Конструктивная схема №1

Рис. 7. Конструктивная схема №2

Напряженно-деформируемое состояние сводчатого перекрытия, соответствующее конструктивной схеме №1

Изополя вертикальных перемещений (Z)

 

Изополя попереченых сжимающих напряжений (NX)

 

Изополя продольных сжимающих напряжений (NY)

 

Напряженно-деформируемое состояние сводчатого перекрытия, соответствующее конструктивной схеме №2

Изополя вертикальных перемещений (Z)

 

Изополя поперечных сжимающих напряжений (NX)

 

Изополя продольных сжимающих напряжений (NY)

 

Сравнение перемещений (Z) и напряжений (NX и NY) в перекрытиях для двух конструктивных схем в нескольких расчётных сечениях представлены на рис. 8-10.

Рис. 8. Вертикальные перемещения - прогибы (Z)

Рис. 9. Поперечные сжимающие напряжения (NX)

Рис. 10. Продольные сжимающие напряжения (NY)


Библиографическая ссылка

Григорьев Ю.С., Фатеев В.В. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СВОДЧАТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ЗДАНИЯ, РАСПОЛОЖЕННОГО НА УЛИЦЕ ПОЧАИНСКОЙ, 17-Е В НИЖНЕМ НОВГОРОДЕ // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 6. – С. 162-167;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30524 (дата обращения: 24.10.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252