РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРИГОДНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ
Поверочные расчеты обследуемых конструкций проводятся при изменении действующих нагрузок, объемно-планировочных решений и режима эксплуатации при наличии дефектов с целью проверки их несущей способности и пригодности к нормальной эксплуатации в изменившихся условиях.
Ориентировочно, если в результате обследования или изучения исполнительной документации, установлено, что параметры конструкций и схема нагрузок не отличаются от типовой, то о соответствии конструкции требованиям расчетных предельных состояний можно судить, сравнивая фактические нагрузки с предусмотренными нормами.
В расчетах эксплуатируемых конструкций предпочтительно использовать уточненные методы расчета с применением существующих программных комплексов на базе метода конечных элементов или суперэлементов.
При определении параметров конечных элементов следует моделировать наличие трещин, фактических местных и общих дефектов элементов.
При статическом расчете целесообразно использовать стержневые конечные элементы, а при расчете отдельных элементов и узлов – плоские или пространственные.
При решении задач определения усилий и напряжений в элементах реконструируемых зданий, когда надо определить добавочные усилия от дополнительных нагрузок, в случае изменения расчетных схем, размеров сечений и т. д., эффективными являются шаговые методы последовательных нагружений, которые позволяют учитывать период изменения не только жесткостных параметров, но и геометрии (взаимного расположения) элементов системы.
При этом в прямом виде можно учитывать влияние геометрических несовершенств элементов каркаса и неточности монтажа, а также влияние истории нагружения.
В соединениях элементов следует учитывать действительную степень свободы узлов, их реальную податливость с учетом фактических дефектов (недостаточные размеры и низкое качество парных швов, неплотность болтовых соединений и т. д.).
При необходимости параметры расчетных схем уточняют натурными испытаниями.
Возможно применение проверенных опытом приближенных способов учета физической, геометрической и конструктивной нелинейности работы конструкций.
Расчетная схема любого здания должна по возможности отражать:
- условия опирания или соединения смежных элементов;
- фактические геометрические размеры (величина пролета, свободной или расчетной длины и т. п.);
- вид нагрузки и ее распределение по длине элемента;
- точки приложения сосредоточенных нагрузок;
- податливость фундаментов в грунте;
- качество растворных швов;
- пространственную работу и т. д.
За основу принимается расчетная схема, приведенная в технологической документации (проектах или пояснительной записке к расчету).
Более точные сведения, а также возможные различия или отклонения в расчетной схеме конструктивного элемента устанавливаются при обследовании.
Следует учитывать, что нередко не выполняется в полном объеме монтажная сварка ригелей с колоннами в многоэтажных зданиях, запроектированных по рамной схеме. В этих случаях ригели не могут воспринимать полностью опорные моменты и работают как однопролетные балки, что может вызвать раннее появление трещин в средней части пролета.
Расчетная схема должна учитывать неточный монтаж элементов здания (отклонения колонн от вертикали, смещение ригелей и подкрановых балок на опорах и др.) сверх допусков, что приводит к возникновению дополнительных неучтенных моментов в колоннах как в плоскости поперечных рам, так и из плоскости.
Существенное изменение в расчетной схеме, и, соответственно, в статической работе конструкции может вызвать просадка одного или нескольких отдельно стоящих фундаментов под колонны одноэтажных или многоэтажных рам, что следует учитывать в расчетах, задавая экспериментально замеренные вынужденные деформации опор и принимая во внимание действительную податливость фунтов основания.
