Определение нагрузок. Нагрузки от собственного веса конструкции и стацио­нарного оборудования определяются на основании чертежей КМД или обмероч­ных чертежей и паспортных данных стационарного оборудования. Коэффициент надежности по нагрузке может быть при этом принят равным единице.

Собственный вес металлических конструкций может определяться по результа­там обмеров основных элементов. К основным элементам относятся: в фермах -пояса и стержни решетки; в балках и сплошностенчатых колоннах - пояса и стен­ка; в сквозных колоннах - пояса; в связях - пояса и элементы решетки.

Полный вес конструкций определяется умножением собственного веса основ­ных деталей на строительный коэффициент веса, принимаемый по таблицам при­ложения 17 «Рекомендаций по обследованию стальных конструкций производст­венных зданий» ЦНИИ Проектстальконструкция им. Мельникова, Москва 1988 г.

На основании анализа технической документации, дополненного результатами натурного освидетельствования, составляется схема расположения стационарного оборудования, с привязкой к разбивочным осям здания и указанием способа опи-рания на конструкции.

Фактический вес принимается по паспортам на оборудование. В необходимых случаях на схему дополнительно наносится расположение коммуникаций с указа­нием мест их крепления к конструкциям и веса участков коммуникаций.

Нагрузки и места расположения оборудования и коммуникаций согласовыва­ются с техническими службами цеха предприятия.

Нагрузки от веса ограждающих конструкций стен и покрытия, опирающихся на каркас (железобетонных плит и настилов, асбестоцементных и армоцементных листов, плит и т.д.), определяются по чертежам и каталогам, действовавшим в пе­риод строительства обследуемого объекта и проведением выборочного контроля. Коэффициенты надежности по нагрузке принимаются по СНиП 2.01.07-85.

При отсутствии технической документации или при обнаружении во время об­следования элементов, отличающихся от указанных в технической документации, производится обмер конструкций и определение средней плотности материала. Для однородного участка покрытия площадью до 5000 м2 одной очереди строи­тельства отбирается не менее 3-х проб; на каждые следующие 5000 м2 отбирается по одной дополнительной пробе.

Вес утеплителя, выравнивающей стяжки и гидроизолирующего ковра являет­ся наиболее изменчивой частью нагрузки от веса ограждающих конструкций и может значительно отличаться от принятого при проектировании, поэтому даже при наличии технической документации необходимо произвести вскрытие кров­ли. В месте вскрытия вырезается проба размером в плане не менее 10x10 см, определяется толщина каждого слоя и плотность материалов. Плотность мате­риалов может приниматься по справочникам. В качестве нормативной нагрузки принимается максимальная из полученных. Коэффициенты надежности по на­грузке принимаются по СНиП 2.01.07-85.

В случае, если внешний вид проб и косвенные данные о состоянии конструк­ций позволяют предполагать существенное превышение плотности материалов кровли, производится лабораторное определение их плотности.

Вес 1 м2 кровли определяется по формуле:

Если разделить слои и определить толщину и плотность каждого слоя в отдель­ности не представляется возможным, необходимо вырезать участок кровли площа­дью 0,25-^0,5 м2, выбрать все слои кровли и взвесить их, не разделяя. Определив площадь выбранной пробы и ее вес, определяют вес 1 м2 кровли.

Для однородного участка покрытия одной очереди строительства площадью до 3000 м2 вскрытие кровли производится не менее чем в 3-х местах. На каждые сле­дующие 1000 м2 производится дополнительное вскрытие. Для кровель с насыпным утеплителем, который, как правило, укладывается неровно, дополнительно следует определить толщину утеплителя в ендовах и вблизи конька. Коэффициенты на­дежности по нагрузке принимаются согласно СНиП 2.01.07-85.

Нагрузки от веса людей и ремонтных материалов определяются согласно СНиП 2.01.07-85. В тех случаях, когда имеются сведения о том, что при ремонте оборудо­вания складирование материалов на конструкциях или подвеска талей, блоков и полиспастов привели к повреждению конструкций, следует путем ознакомления с документацией и опроса сотрудников, участвовавших в ремонтных работах, уточ­нить величину этих нагрузок для проведения проверочного расчета.

Вертикальные и горизонтальные нагрузки на каркас, создаваемые кранами, транспортными средствами и технологическим оборудованием, определяются по данным, полученным из паспортов на соответствующее оборудование.

При отсутствии паспортов на оборудование их веса могут быть определены пу­тем взвешивания. Коэффициент надежности по нагрузке jj- для вертикальной кра­новой нагрузки определяется:

- при определении нормативного давления колеса по паспортным данным - в соответствии со СНиП 2.01.07-85;

- при определении весовых характеристик крана путем взвешивания - по формуле:

Нормативные и расчетные горизонтальные продольные и поперечные нагрузки определяются на основании СНиП 2.01.07-85. Если при обследовании установле­но, что нагрузки от технологического оборудования имеют динамический харак­тер, величина коэффициента динамичности определяется на основе эксперимен­тального определения частот, ускорений и декрементов затухания колебаний.

Фактические и прогнозируемые нагрузки от веса складируемых материалов и полуфабрикатов определяются на основе результатов обследования и анализа тех­нической документации. Зоны складирования и нагрузки от складируемых мате­риалов устанавливаются по данным технических служб. В необходимых случаях они уточняются путем обмеров и контрольного взвешивания, либо с привлечением экспериментальных методов.

Уточнение нагрузок от веса снега требуется производить в тех случаях, когда есть основания предполагать, что причиной обнаруженных повреждений конструкций является увеличение снеговой нагрузки. В этом случае величина фактической снеговой нагрузки определяется по данным статистической обработки результатов наблюдений за состоянием снегового покрова ближайших к объекту обследования метеостанций, имеющих наиболее длительный период наблюдений. При обследова­ниях, проводимых в зимний период, с целью выявления характера и объема снегоот-ложений и сопоставления их с данными метеостанций, определяются места и вели­чины их наибольших значений, наличие и размеры наледей на кровле, карнизах, в ендовах и у водосточных воронок. Плотность снега определяется при помощи снего­мера или путем взвешивания снега, собранного с 1 м2 площади крыши. Плотность снега может резко возрастать при конденсации на нем пара, выбрасываемого из вен­тиляционной системы, или при оседании на снег технологической пыли. Методика уточнения снеговой нагрузки содержится в Пособии к 20 разделу СНиП П-23-81*.

Коэффициенты надежности по нагрузке для снеговой нагрузки принимаются согласно СНиП 2.01.07.85. На предприятиях, имеющих производства с источника­ми пылевыделений (сталеплавильные, литейные производства, цементные заводы, аглофабрики и т.д.), отложения пыли на кровле могут давать нагрузку на кровлю до 2 кН/м2 и более. Плотность пылевых отложений колеблется от 900 до 2400 кг/м3, скорость накопления в отдельных случаях достигает 3 см/сутки.

При обследовании устанавливаются характер пылевых отложений (рыхлый, твердый), их плотность и толщина, скорость накопления и источники. Для оценки степени влияния пыли как агрессивного фактора следует также определить состав пыли, ее гигроскопические свойства и степень растворимости в воде, которые ус­танавливаются путем лабораторных испытаний по стандартным методикам. На каждом характерном участке покрытия (у фонарей, ветроотбойных щитов, у пере­пада высот, в ендовах) отбирается по 2 пробы массой от 100 до 250 г. При различии в получаемых результатах свыше 10% количество проб удваивается. Толщина слоя пыли замеряется с помощью заостренного стержня с делениями. Для каждого пролета обследуемого здания с шагом 12 м строится поперечный профиль пылеот-ложений. Для каждого профиля замеры толщины проводятся не реже, чем через 50 см. При равномерном характере пылеотложений количество замеров может быть сокращено. Для определения скорости накопления пыли через некоторое время проводится повторный замер толщины ее слоя. За расчетную скорость на­копления пыли следует принять среднюю из максимальных скоростей, вы­численных для разных участков. Результаты оформляются как ведомость парамет­ров воздушной среды и исследования свойств пыли (табл. 11.7; 11.8. гл.11). Определение прочих нагрузок производится следующим образом:

- нагрузки от ветра согласно СНиП 2.01.07.85 при этом тип местности определяется на основании анализа застройки территории; в отдельных случаях, когда повреждения конструкции вызваны ветром, следует для уточнения величины нормативного ветрового давления также использовать данные ближайших метеостанций;

- дополнительные нагрузки на конструкции, возникающие при реконструкции, определяются в соответствии с технологическим проектом реконструкции. Температурные воздействия могут вызвать в стальных конструкциях дополнительные напряжения, а также привести к изменению физических характеристик стали. Температурные воздействия делятся на технологические, обусловленные выделением тепла при технологических процессах, и климатические, обусловленные сезонным изменением температуры наружного воздуха. Источниками информации дня определения изменения температуры конструкций во времени могут служить: СНиП 2.01.07.85; данные ближайших метеостанций; результаты непосредственных (дискретных или непрерывных записей) изменений температуры конструкций и т.п.

При отсутствии технологических тепловыделений для уточнения температурных воздействий достаточно провести дискретные измерения температуры наружного воздуха и непосредственно конструкций в самое холодное время года. Замеры сле­дует проводить в уровне стропильной фермы не менее чем в трех точках по длине температурного блока.

Сопоставляя данные о полученной разности температур наружного воздуха и конструкций с данными ближайшей метеостанции о минимальной температуре наружного воздуха зимой, можно получить минимальную температуру конструк­ций. Максимальную температуру конструкций допускается принимать равной мак­симальной температуре наружного воздуха летом. В зданиях с технологическими тепловыделениями, с резко неравномерным характером распределения температу­ры по высоте и длине цеха, измерение температуры конструкций следует произво­дить в виде непрерывных записей, охватывающих не менее 5-6 технологических циклов в летнее время.

Характеристикой уровня нагрева металлоконструкций каркаса в таких зданиях может служить температура средней часта стенки подкрановых балок. В зоне горя­чего участка (длина которого включает технологический участок с тепловыделе­ниями плюс по 10 метров с обеих сторон) количество точек измерения должно быть не менее шести.

Степень агрессивности внутрицеховой среды определяет характер и величину коррозионного износа металлических конструкций. Она устанавливается по СНиП 2-03.11-85 в зависимости от температурно-влажностного состояния воздуха и со­держащихся в нем химических реагентов.

В общем случае для оценки степени агрессивности среды измеряются: температу­ра, влажность, состав и концентрация газов, агрессивных по отношению к металлу, степень запыленности воздушной среды и количество осевшей на конструкции пы­ли, ее состав и свойства; проводится химический анализ проб жидкости, определя­ются зоны и участки возможного увлажнения металлических конструкций и т.п.

Полученные в результате проведенной работы данные о нагрузках, воздействи­ях и условиях эксплуатации конструкций должны содержать сведения, необходи­мые для проведения расчетов конструкций на прочность и деформативность, а также для оценки возможного ресурса конструкций при установленных условиях эксплуатации. По результатам проведенной работы составляется справка, содер­жащая следующие данные:

- дата ввода объекта в эксплуатацию, даты и характер проведения ремонтов, уси­ления и реконструкции металлоконструкций;

- даты ввода в действие технологического оборудования и кранов и связанные с этим изменения нагрузок и режимов работы;

- величина расчетных нагрузок от собственного веса конструкций, веса огражде­ний, пыли, снега и ветра;

- величина фактических и прогнозируемых расчетных нагрузок от технологиче­ского оборудования, складируемых материалов, транспортных средств и людей;

- температурный режим конструкций;

- данные о степени агрессивности среды;

- наличие факторов, способствующих хрупкому разрушению металла.