В связи с активным развитием сегмента инновационных строительных технологий появляется возможность внедрения новых высокоэффективных и недорогих технологий строительства. К числу таких можно отнести быстрое строительство металлокаркасных зданий и сооружений из ЛСТК. Однако эта относительно новая технология имеет свои нюансы, пренебрежение которых приводит к аварийным ситуациям и обрушения сооружений на основе ЛСТК.
Ключевые слова: LSTC, collapse, accident.
В настоящее время сфера строительства активно развивается, что позволяет внедрять новые высокоэффективные и недорогие технологии строительства. К числу таких относятся и легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК). Опыт многих развитых западных и европейских стран, таких как США, Канада, показывает, что ЛСТК являются технологически простыми и энергосберегающими технологиями.
ЛСТК применяются в различных областях строительства. Чаще всего они используются для возведения складских помещений, магазинов, гаражей, сборно-разборных и быстровозводимых зданий, в строительстве малоэтажных домов, подсобных строений, а также являются несущими элементами вентилируемых фасадов.
Однако статистика показывается, что за короткий период строительства по данной технологии наблюдается достаточно большое количество обрушений конструкций данного типа [1, 2].
Причинами обрушения служат несколько факторов:
- Сложности расчета ЛСТК в типовых программно-вычислительных комплексах в связи с недостаточной реализацией особенностей их работы и трудоемкостью моделирования.
- Ошибки в сборе нагрузок.
Ошибки в расчетах ветровой (в том числе пульсационной составляющей) и снеговой нагрузки или отсутствие деформационных швов могут привести к возникновению перенапряжения в несущих элементах конструкции и их деформации.
- Несоблюдение проектной документации при строительстве.
Нередки случаи пренебрежения рекомендаций по монтажу тонкостенных конструкций. Это обусловлено тем, что монтаж ЛСТК достаточно прост и производители работ зачастую игнорируют указания в инструкциях и осуществляют монтаж как для стандартных конструкций. Однако тонкостенность конструкций не позволяет перераспределять нагрузки, смещать конструкции относительно проектного положения, сверлить лишние отверстия и т. п. Все это приводит к изменению расчетной схемы и как следствие к разрушению здания.
- Использование некачественного или неотлаженного оборудования.
В связи с высокой стоимостью качественного оборудования, некоторые организации приобретают станки-аналоги, произведенные неспециализированными заводами. В результате чего геометрия полученного профиля существенно отличается от заложенного в проекте.
- Использование некачественного металла.
С целью сэкономить, подрядчики ищут поставщика с наименьшей стоимостью стального проката, что сильно сказывается на качестве металла.
- Использование фундамента, который не обеспечивает должного уровня неподвижности конструкции.
Из-за малого веса конструкции зачастую данные сооружения возводят на облегченных фундаментах. При этом расчет каркаса и фундаментов не производят по единой схеме. В связи с чем при просадке фундаментов возникают неучтенные деформации в стальных элементах.
Расчет нагрузок и напряжений в ЛСТК довольно сильно отличается от расчета обычных металлических конструкций. Данное отличие связано в первую очередь с потерей местной устойчивости стенок или поясов, сложным напряженно-деформированным состоянием конструкций.
При проектировании сооружений из ЛСТК необходимо учитывать все особенности поведения конструкций, чтобы обеспечить стабильную работу конструкции.
Многие российские производители за двадцать лет работы с ЛСТК разработали собственные стандарты и правила для повышения надежности конструкций. Кроме того, введение в 2016 году СП 260.1325800.2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов. Правила проектирования» позволило проектировать данные конструкции на законных основаниях. Однако остается большое негативное влияние человеческого фактора, как при проектировании, так и при монтаже.
Главная проблема ЛСТК это локальные деформации и разрушения элементов. Малейшие деформации элемента способны частично или полностью вывести его из работы всей конструкции, что приводит к перераспределению напряжений на остальные элементы, которые не были рассчитаны на восприятие дополнительных нагрузок и соответственно к прогрессирующему обрушению.
ЛСТК в России появилось сравнительно недавно, поэтому отечественные производители, оптимистично настроены на развитие тонколистовых конструкций в России. Однако стоит учитывать тот факт, что преимущественно грунты в России неустойчивые и зачастую требуют усиление конструкций, а рекламодатели утверждают, что фундаменты ЛСТК не нуждаются в усилении, потому что грунт рассматривается с общих положений. Этот факт может вводить в заблуждение.
Литература:
- Обзор аварий и обрушений легких стальных тонкостенных конструкций (лстк). Анализ основных причин./ Сендецкий В. И.: Строительство — формирование среды жизнедеятельности 2016. С. 400–403.
- Анализ причин обрушения зданий из тонкостенных холодногнутых профилей./ Горлов Р. С., Семенов А. С.: Строительство и архитектура. 2018. С. 35–37.
- Каркасы зданий из легких металлических конструкций./ Зверев В. В., Жидков К. Е., Сотникова И. В.: Наукоемкие технологии и инновации Юбилейная Международная научно-практическая конференция, посвященная 60-летию БГТУ им. В. Г. Шухова, XXI научные чтения. Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова. 2014. С. 20–24.
