Горизонтальные несущие конструкции зданий и сооружений – фермы, балки – не испытывают влияния сил тяжести, поэтому деформационные дефекты в сочленениях встречаются реже. Однако на долговечность данных деталей продолжают влиять остальные факторы, которые рассматриваются далее. Первый шаг к устранению любого строительного дефекта – правильная диагностика причины.
Коррозия
Большинство горизонтальных несущих конструкций работает в условиях повышенной влажности воздуха. Основные причины коррозии:
- Неисправность соединительных элементов между стальной конструкцией из-за неудачной конструкции соединения;
- Вообще незащищенная или плохо окрашенная сталь;
- Отсутствие защитных покрытий на металлоконструкциях.
Для изготовления горизонтальных элементов часто выбирают обычные марки строительных сталей. По ГОСТ 27772-88 такими сталями могут быть 09Г2С, 12ГС, Ст.3 и другие, хорошо поддающиеся сварке. Но в таким случаях внешнее состояние поверхности конструкций должно систематически контролироваться на предмет отсутствии пятен коррозии. Для горизонтальных конструкций это требование более существенно, поскольку там влага не стекает с поверхности, а остаётся на ней. Следы влаги более вероятны в местах примыкания ферм и балок к бетонным поверхностям стен, а также вблизи вентиляционных отверстий.
Для оценки уровня влажности используют электронные влагомеры. Если коэффициент влажности достигает 90…95%, то стальная незащищённая поверхность подлежит принудительному вентилированию.
Внешние признаки коррозии – наличие участков, которые имеют характерный красно-коричневый цвет. Это указывает на присутствие гидратированных оксидов трёхвалентного железа – Fe(OH)3 или Fe2O3.
Трещины
Такой дефект свидетельствует либо о плохом качестве металлоконструкции, либо о неверном проектировании её сечения. Первый вариант для нового прокатанного проката практически невероятен, поскольку технология получения профилей жёстко контролируется. Но он может возникнуть, если для монтажа горизонтальных конструкций были использованы б/у профили. Поэтому перед монтажом такие элементы следует проверять визуально, либо рентгенографическим/акустическим контролем. Самый простой способ – «на краску», когда наиболее нагруженный участок фермы или балки окрашивается маловязкой краской контрастного цвета: наличие трещин всегда проявляется в затекании туда краски.
Опасность трещинообразования многократно увеличивается, если горизонтальная конструкция предназначена для передвижения надземных транспортных средств – кранов или кран-балок. Нагрузки, создаваемые ими, часто являются динамическими, что обуславливает увеличение рабочих напряжений на 12…15%. Если металлоконструкция была спроектирована без учёта ударных усилий, то образование трещины произойдёт гораздо раньше.
Проверку на образование трещин следует чаще выполнять в местах концентраторов напряжений. Ими бывают места резкого изменения сечения, болтовые и сварные соединения.
Механические повреждения
Такого рода дефекты всегда связаны в технически неверной эксплуатацией несущей конструкции:
- Наличия грубо обработанных кромок и стыков.
- Отсутствия радиусов закруглений на смежных участках.
- Постоянный контакт фермы/балки с деталями, имеющими более высокую твёрдость.
- Небрежный монтаж металлоконструкции, который заключается в грубой подгонке крепёжных деталей или отверстий под них.
- Размещение элементов, имеющих другое значение коэффициента линейного расширения.
Способ предотвращения таких дефектов – строгое соблюдение технологии проведения монтажных работ и тщательная выверка чертёжных размеров, которые должны учитывать также самопроизвольную деформацию конструкции во время резких температурных перепадов.
Линейные отклонения
Связаны с нарушением технологии проектирования несущих конструкций, при котором не были соблюдены/учтены технологические и климатические нагрузки. Дефект возникает также, если при назначении линейных допусков на сопрягаемые элементы – пазы, отверстия – не были учтены тепловые деформации.
Подобные допуски должны устанавливаться с учётом всех требований ГОСТ 23118-2012. Перечисленные в нём нормы учитывают:
- Функциональное назначение горизонтальной несущей конструкции;
- Её размеры;
- Материал, из которого она изготовлена;
- Степень износа (для б/у элементов);
- Точность изготовления;
- Степень ответственности детали.
Во внимание должны приниматься также требования СНиП 3.03.01-87, касающиеся горизонтальных несущих металлоконструкций.
Искривления элементов
Горизонтально размещаемые конструкции более всего подвержены изгибу (чаще поперечному, чем продольному). Изгиб является следствием упругой деформации под нагрузкой, и не считается дефектом до тех пор, пока его предельные значения не превышают допустимых для данного материала.
Учёт искривлений производится в таких случаях:
- Несущая конструкция используется для установки сосредоточенных тяжестей или механизмов;
- По конструкции будет перемещаться подъёмно-транспортное средство;
- Монтаж примыкающих элементов будет выполняться в сложных условиях.
Предотвращение линейных искривлений возможно по результатам предварительного 3D-моделирования поведения металлоконструкции, при котором учтены все внешние факторы.
Монтажные нарушения
Предотвращаются, если к монтажным работам привлечены специалисты соответствующей квалификации, и прошедшие специальную подготовку. Для горизонтальных несущих конструкций ответственного назначения после окончания монтажных работ производится ревизия их качества с применением специальной измерительной техники.