Обследование металлических конструкций

Задачами обследования металлических конструкций являются:

• определение технического состояния конструкций по внешним признакам;
• оценка коррозионных повреждений стальных конструкций;
• обследование сварных, заклепочных и болтовых соединений;
• определение качества стали конструкций.

Дефекты и повреждения стальных конструкций в зависимости от причин, их вызывающих, можно систематизировать на следующие группы:

• от силовых воздействий (статические и динамические нагрузки) – разрывы, потеря устойчивости, трещины, расшатывание соединений;
• от механических воздействий – вмятины, прогибы, искривления, истирание и др.;
• от физических воздействий – коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах;
• от химических (электрохимических и физико-химических) воздействий;
• коррозия металла.

Оценка технического состояния по внешним признакам производится на основе определения следующих факторов:

• геометрических размеров конструкций и их сечений,
• наличия разрывов элементов конструкций,
• наличия искривлений элементов,
• состояния антикоррозионных защитных покрытий,
• дефектов и механических повреждений,
• состояния сварных, болтовых и заклепочных соединений,
• степени и характера коррозии элементов и соединений,
• отклонения элементов от проектного положения (расстояния между осями ферм, прогонами, отметок опорных узлов и ригелей и т.п.),
• прогибов и деформаций.

Основными дефектами и повреждениями стальных конструкций, которые выявляются при визуальных натурных обследованиях, являются:

• в элементах конструкций – прогибы отдельных элементов и всей конструкции, винтообразность элементов, выпучивания, местные прогибы, погнутость узловых фасонок, коррозия основного металла и металла соединений, трещины;
• в сварных швах – дефекты формы шва (неполномерность, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва, кратеры, перерывы) и дефекты структуры шва (трещины в швах или околошовной зоне, подрезы основного металла, непровары по кромкам и по сечению шва, шлаковые или газовые включения или поры);
• в заклепочных соединениях – зарубки, смещение с оси стержней и маломерность головок, избыток или недостаток по высоте потайных заклепок, косая заклепка, трещиноватость или рябина заклепки, зарубки металла отжимкой, неплотные заполнения отверстий телом заклепки, овальность отверстий, смещение осей заклепок от проектного положения; дрожание и подвижность заклепок, отрыв головок, отсутствие заклепок, неплотное соединение пакета.

При обследовании отдельных видов стальных конструкций необходимо учитывать их особенности и условия эксплуатации. Основной особенностью конструкций покрытий является наличие тонкостенных и гибких стержней, имеющих сложную конфигурацию сечения.

При обследовании конструкций покрытий следует особое внимание обращать на:

• трещины в стыковых накладках и узловых фасонках поясов стропильных и подстропильных ферм, особенно растянутых элементов;
• криволинейность поясов и решетки ферм, особенно сжатых элементов, остаточные прогибы ферм;
• состояние узлов ферм, особенно опорных;
• наличие лишних монтажных швов, которые могут изменить статическую схему конструкции;
• плотность контакта опорного ребра со столиком по всей его ширине визуально;
• состояние монтажных стыков, особенно в растянутых элементах, наличие и качество сварных швов в них;
• наличие соединительных прокладок в стержнях из спаренных уголков или швеллеров;
• наличие эксцентриситетов в передаче нагрузки на узлы ферм;
• отклонение плоскости ферм от вертикали с помощью отвеса;
• наличие непредусмотренных проектом нагрузок или следов от них;
• качество крепления элементов кровли или прогонов к верхним поясам ферм;
• наличие в прогонах искривлений, закручиваний, тяжей;
• соответствие связей покрытий проекту, общие искривления и вырезы в них;
• смещение фонарей с осей ферм, искривление их элементов, состояние болтовых соединений.

При обследованиях колонн и связей по колоннам необходимо уделить особое внимание:

• общей геометрической форме колонн и соответствию их проектному положению;
• монтажным стыкам колонн, качеству сварных швов в них;
• искривлениям ветвей связей и элементов соединительной решетки;
• состоянию узлов примыкания связей к колоннам, разрывам или искривлениям фасонок, или разрушениям по сварным швам;
• состоянию анкерных закреплений колонн в фундаментах;
• состоянию узлов опирания подкрановых балок на консоли колонн;
• трещинам в основном металле или сварных соединениях и в местах крепления подкрановых балок и тормозных конструкций к колоннам;
• состоянию решеток сквозных колонн и ребер жесткости сплошных колонн;
• поврежденным коррозией элементам;
• местам непосредственного воздействия высоких температур в горячих цехах.

Подкрановые конструкции промышленного здания включают подкрановые балки, тормозные балки или фермы, узлы креплений балок и тормозных ферм к колоннам, крановый рельс с креплениями и упоры.

При обследовании подкрановых конструкций проверяются:

• состояние верхнего пояса шва и околошовной зоны, в первую очередь, на предмет выявления трещин;
• выполнение требований к качеству и расположению заводских стыков швов поясов и стенок балок, швов приварки ребер жесткости;
• местные прогибы и искривления элементов, наличие грибовидных поясов, погнутости их между ребрами жесткости;
• состояние соединения тормозных конструкций с верхним поясом балок;
• необходимо проверить наличие швов сверху и снизу листа, продольных трещин в листе или по шву;
• узлы примыкания тормозных конструкций к колоннам (наличие разрушенных швов или болтовых соединений);
• узлы соединения балок между собой на опорах, а также с колоннами;
• состояние нижних опорных узлов подкрановых балок, анкерных болтов, прокладок;
• вертикальность подкрановых балок и взаимное их расположение на опорах;
• состояние рельсов и их прямолинейность;
• состояние ограниченных упоров кранов.

Наиболее характерными повреждениями крановых рельсов являются: износ верхних и боковых граней головки, повреждения рельсов в местах стыков и трещины в швах. Повреждение крановых упоров заключается в ослаблении их креплений, остаточных деформациях, а при сильных ударах и в разрушении.

Обследование сварных соединений является наиболее ответственной операцией, так как сварной шов и околошовная зона могут быть наиболее вероятными очагами возникновения коррозии и трещин.

(Ярыгина О.В. Обследование и испытание конструкций зданий и сооружений, ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»)