Административно-бытовое здание

При монтаже стальных колонн были допущены их отклонения от проектного положения сверх допусков, установленных в СП 70.13330.2012. Горизонтальные и вертикальные смещения характерных точек колонн были зафиксированы в ходе исполнительной геодезической съемки ответственных конструкций. Органами Госстройнадзора Иркутской области была поставлена задача перед генеральным подрядчиком по дополнительному обоснованию механической надежности и безопасности фактически возведенных конструкций. При этом принимается к сведению, что сверхнормативные погрешности монтажа неизбежно создают дополнительные (непроектные) эксцентриситеты приложения нагрузок на несущие элементы каркаса, что создает условия для снижения расчетных запасов прочности, общей и местной устойчивости.

Здание каркасное, 4-хэтажное, с подвалом. Несущий каркас выполнен из стальных двутавровых колонн прокатного сечения 35К1 по ГОСТ Р 57837-2017. Сечения некоторых колонн усилены накладками из листовой стали на всю высоту колонн. Сопряжение колонн каркаса с фундаментами вдоль цифровых осей и с главными балками жесткое. Главные балки выполнены из прокатного двутавра 40Б2 по ГОСТ Р 57837-2017. Второстепенные балки выполнены из прокатного двутавра 30Б1 по ГОСТ Р 57837-2017. Сопряжение второстепенных балок с главными балками – шарнирное. Сопряжение колонн с фундаментом вдоль буквенных осей – шарнирное. Устойчивость каркаса в направлении вдоль цифровых осей обеспечена совместной работой колонн и главных балок (поперечными рамами за счет жестких соединений главных балок с колоннами), а в продольном направлении вертикальными связями из коробчатого сечения 160х6 по ГОСТ 30245-2003, а также монолитными конструкциями лестничных клеток, играющими роль ядер жесткости. Сопряжение монолитных ядер жесткости с основным стальным каркасом выполнено жестко с использованием закладных деталей и прокатных балок увеличенных сечений из двутавров 40Ш1, 60Ш1, 35Ш2 по ГОСТ Р 57837-2017. Покрытие здания выполнено по прогонам из прокатного швеллера 22П по ГОСТ 8240-97, шарнирно уложенным поверх главных балок. Для устойчивости покрытия в горизонтальном направлении уложены горизонтальные связи из коробчатого сечения 100х5 по ГОСТ 30245-2003. Для исключения нормальной работы прогонов в качестве продольных распорок в связевых блоках установлены распорки из коробчатого сечения 160х6 по ГОСТ 30245-2003. Все стальные конструкции выполнены из сталей С245 и С345. Межэтажные перекрытия 1-го, 2-го и 3-го этажей выполнены монолитными по профлисту, с использованием гибких упоров в виде арматурных петель. Покрытие выполнено с минераловатным утеплителем по профилированному листу. Фасады выполнены из сендвич-панелей по стальным стеновым ригелям из коробчатого сечения 160х6 по ГОСТ 30245-2003. Фундамент Здания выполнен в виде монолитной железобетонной плиты, на которую колонны опираются через монолитные железобетонные столбы. 

Специфика рассчитываемой конструкции состоит в том, что при монтаже колон были допущены сверхнормативные отклонения от их проектного положения. Наибольшие фактические смещения осей колонн в опорном сечении достигают 15 мм (при допуске 5 мм согласно табл.4.9 СП 70.13330.2012). Наибольшие фактические смещения осей колонн в верхнем сечении достигают 36 мм по буквенной оси (из плоскости рам каркаса) (при допуске 12 мм для колонн высотой 14,4 м). Наибольшие отклонения высотных отметок опорных поверхностей колонн от проектных составляют 7 мм (при допуске 5 мм). Расчетная модель должна адекватно учитывать влияние дополнительных усилий, возникающих в результате загружения колонн с дополнительным эксцентриситетом. По поставленной задаче требовалось выполнить сравнение проектных усилий и проектных запасов прочности, общей и местной устойчивости и фактических. Поэтому все расчеты выполнены в двух постановках: с проектным положением осей колонн и с моделированием смещений осей (а также опорных узлов) в пространстве. На этапе анализа произведено сравнение для оценки степени неблагоприятного влияния недостатков монтажа.

Все моделирование выполнено с использованием программного комплекса "Лира 10" (ООО "ЛИРА Софт") версии 2024 года. 

Сбор нагрузок на рассчитываемые строительные конструкции выполнен в соответствии с положениями СП 20.13330.2016 (с изменениями №№1-6), СП 14.13330.2018 (с изменениями №№2-4)

Здание расположено во II снеговом районе по карте 1 приложения Е СП 20.13330.2016. Нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности для города Иркутска составляет 1,05 кН/м2 (согласно табл. К.1  приложения К). При расчете снеговой нагрузки использована схема Б.1 приложения Б. При сборе снеговых нагрузок учтено образование снеговых мешков вдоль парапета, а также на площади, примыкающей к выходам на кровлю и к вентиляционным шахтам. Так было вычислено, что полоса вдоль парапета шириной 1,2 метра нагружается переменной нагрузкой от 1,05 до 1,2 кПа. Зоны, примыкающие к выходам на кровлю, подвержены нагрузке 2,1 кПа. А площади, привыкающие к вентиляционным шахтам - 1,58 кПа. Все переменные нагрузки перераспределены на кровельные прогоны, с учетом их грузовых площадей, а также дополнительного коэффициента по надежности 1,1, который учитывает локальную неравномерность снеговых отложений на поверхности кровли (в соответствии с п.10.4 СП 20.13330.2016).

Здание расположено во III ветровом районе по карте 2 приложения Е СП 20.13330.2016. Нормативное значение ветрового давления для заданного участка местности составляет 0,38 кПа. 

Специфика рассчитываемой конструкции состоит в том, что при монтаже колон были допущены сверхнормативные отклонения от их проектного положения. Наибольшие фактические смещения осей колонн в опорном сечении достигают 15 мм (при допуске 5 мм согласно табл.4.9 СП 70.13330.2012). Наибольшие фактические смещения осей колонн в верхнем сечении достигают 36 мм по буквенной оси (из плоскости рам каркаса) (при допуске 12 мм для колонн высотой 14,4 м). Наибольшие отклонения высотных отметок опорных поверхностей колонн от проектных составляют 7 мм (при допуске 5 мм). Расчетная модель должна адекватно учитывать влияние дополнительных усилий, возникающих в результате загружения колонн с дополнительным эксцентриситетом. По поставленной задаче требовалось выполнить сравнение проектных усилий и проектных запасов прочности, общей и местной устойчивости и фактических. Поэтому все расчеты выполнены в двух постановках: с проектным положением осей колонн и с моделированием смещений осей (а также опорных узлов) в пространстве. На этапе анализа произведено сравнение для оценки степени неблагоприятного влияния недостатков монтажа.

Все моделирование выполнено с использованием программного комплекса "Лира 10" (ООО "ЛИРА Софт") версии 2024 года.