Поверочный расчет строительных конструкций здания

Поверочный расчет — что это такое и в чем отличие от расчета конструкций на стадии проектирования?

Поверочный расчет выполняется методами математических вычислений с использованием формул строительной механики и сопротивления материалов (сопромат). В результате поверочного расчёта определяется прочность, устойчивость и жесткость существующих строительных конструкций с учётом актуальных сводов правил и современных стандартов. Этот вид расчета, всегда проводится в составе технического обследования зданий и сооружений, а значит в расчет вводятся фактические значения нагрузок и других внешних воздействий, а также фактических размеров элементов конструкций и их соединений между собой, прочностные и деформационные характеристики материалов, из которых выполнены поверяемые конструкции.

Важно отметить, что расчет конструкций на прочность обязательно проводится с учетом выявленных дефектов и повреждений, которые снижают несущую способность, например, ржавчина на стальных конструкциях, трещина в кирпичной стене и т. п. Этим и отличается поверочный расчет от простого расчета на стадии проектирования: он оценивает надежность и безопасность именно фактического состояния конструкций.

Когда стоит произвести поверочный расчет здания?

Как правило необходимость в расчёте возникает если появляются серьёзные дефекты и деформации (трещины, прогибы, разрушения), которые угрожают безопасности здания и влияют на несущую способность конструкций. При таких обстоятельствах возникает необходимость в проведении поверочного расчёта несущих конструкций чтобы понять, в каком состоянии находятся эти конструкции, и выдержат ли они существующие или дополнительные нагрузки. Дефекты могут возникать на всех этапах жизненного цикла зданий и сооружений: в период строительства, консервации или эксплуатации. При этом вовремя проведённое обследование и последующий поверочный расчёт помогут избежать аварий и сохранить объект.

Этап строительства

Как правило именно в процессе строительства возникает основная масса дефектов и повреждений, происходят различные аварийные ситуации, которые требуют вмешательства наших специалистов, к таким дефектам относятся:

• применение строительных материалов низкого качества или недостаточной прочности (низкий класс бетона, низкий класс арматуры, низкий класс стали, низкий сорт древесины);
• недостаточное количество арматуры или её отсутствие в железобетонных конструкциях;
• отклонение размеров несущих конструкций в худшую сторону (увеличение пролетов, уменьшение сечений элементов, увеличение высоты колонны или длины балки);
• повреждение возведённых конструкций внешним механическим воздействием (удар строительной техники, падение груза, авария технологического оборудования) и т. д.;

Этап консервации объекта незавершенного строительства

Когда происходит остановка строительства, объект подлежит консервации и как показывает практика, мероприятия по сохранению объекта незавершённого строительства выполняются не в полной мере. За период ненадлежащей консервации возникает множество дефектов, которые требуют обследования и проведения поверочных расчётов, среди самых распространённых дефектов можно выделить:

• снижение прочностных свойств грунтов основания из-за промораживания;
• арматурные каркасы и стальные детали повреждаются ржавчиной;
• деревянные конструкции подвергаются биологическому разрушению;
• кирпичные и каменные конструкции расслаиваются и обрушаются;
• бетонный камень монолитных конструкций карбонизируется, происходит выщелачивание и иные негативные процессы.

Эксплуатация объекта

Самый продолжительный период в жизненном цикле построек является их эксплуатация, которая длится 50 и более лет. В период эксплуатации могут возникнуть следующие дефекты:

• естественный износ строительных конструкций (ржавчина на стали, выщелачивание бетона, выветривание кирпичной кладки и т. д.);
• повреждение конструкций под действием температурных деформаций (трещины на фасаде между оконными и дверными проемами);
• повреждение конструкций в результате пожара, затопления или просто внешнего механического воздействия (например: удара тяжелой техники).

Реконструкция или капитальный ремонт

Отдельно стоит отметить реконструкцию, капитальный ремонт или установку нового технологического оборудования, а также любые другие изменения и преобразования в зданиях. Как правило, в процессе реконструкции или перепланировки происходит изменение нагрузок действующих на несущие конструкции здания, а также могут выполняться работы по восстановлению или повышению несущей способности существующих конструкций. Все вышеуказанные работы невозможно провести без разработки подробной проектной документации, разработка которой в свою очередь затруднительна без проведения подробного обследования и поверочных расчётов элементов конструкций или всего здания в целом. В результате проведённого расчёта специалисты могут сказать какие конструкции требуется усилить или заменить, а также дать детальные рекомендации по дальнейшей разработке проекта и проведению строительных работ.

Пример из нашего опыта

Рассмотрим реальную ситуацию из нашего опыта: в стальном каркасе складского здания погрузчиком в процессе эксплуатации повреждена одна колонна (погрузчик вилкой насквозь проткнул колонну).

Конечно, при таком повреждении практически вся несущая способность элемента потеряна. Однако конструкции не обрушились и специалистам требовалось оценить, обеспечена ли несущая способность каркаса с таким повреждением. Стальные элементы здания обладают достаточной жесткостью и надежно соединены между собой, поэтому они включились в совместную пространственную работу: именно поэтому и не произошло мгновенного обрушения конструкции. Расчёт показал, что эксплуатация здания возможна при проведении усиления колонны. Нашими проектировщиками был разработан проект усиления, который строители успешно реализовали и ныне колонна прекрасно себя чувствует.

Нормативные документы для выполнения расчётов

Порядок сбора нагрузок и последующее выполнение строительных расчётов строго регламентировано соответствующими стандартами и сводами правил. Требования к проведению поверочных расчётов, как отдельных несущих конструкций так и всего здания целиком, закреплены в разделе 5 ГОСТ 31937–2011 и в разделе 10 СП 13-102-2003. В рассматриваемых нормативах нашли отражение лишь общие указания по выполнению поверочных расчетов со ссылкой на более конкретные нормативы. Такими нормативами установлены различные требования к исходным данным и расчётным моделям в зависимости от вида строительной конструкции (фундамент, стена и т. д.), материала несущих конструкций (железобетон, сталь, дерево и т. д.), а также условий строительства (с учётом сейсмики или наличия просадочных грунтов и т. п.). При этом более детальные указания по расчету конструкций, имеющих дефекты и повреждения, приведены в методической литературе (рекомендации, пособия и руководства).

Метод компьютерного моделирования в ПК

Поверочный расчет проводится методом компьютерного моделирования или методом ручного счета. Наиболее точных результатов, приближенных к фактической работе конструкций, можно добиться при проведении поверочного расчета здания целиком совместно с основанием, данное требование закреплено в ч.4, ст. 16 Федерального закона №384-ФЗ. Такой поверочный расчет осуществляется посредством компьютерного моделирования в программно-вычислительных комплексах (далее — ПК). Специалисты ООО «НЭП» свободно владеют как отечественными, так и зарубежными ПК такими как SCAD Office, ЛИРА САПР, Robot Structural и Plaxis. При расчете в подобных ПК учитываются аспекты, определяющие перераспределение усилий и напряжений в конструктивной системе и взаимную пространственную работу элементов зданий и сооружений, а также, что немаловажно, совместную работу фундаментов с грунтовым массивом основания.

Однако в простых ситуациях при типовой конструктивной схеме можно ограничиться и поверочным расчётом отдельных элементов конструкций (простенка, колонны, ригеля, фрагмента плиты перекрытия и т. д.). Выполнить данный расчёт наши специалисты могут и вручную, используя формулы приведённые в сводах правил и научной литературе.

Стоимость поверочного расчета в Москве и регионах

Стоимость поверочного расчета конструкций, который выполняется в процессе обследования зданий и сооружений зависит от вида, объема и количества рассчитываемых конструкций и в среднем составляет 25 000 рублей, а сроки выполнения в среднем не превышают 5-8 дней. Более подробно стоимость и сроки представлены ниже: