Установка порталов в местах выбивки колонн при переоборудовании цехов ОАО «Тагмет»

Введение

Начиная с 1995 года сотрудники ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко в соответствии с [1] в течение продолжительного времени проводили обследования [2] и экспертизы промышленной безопасности [3] конструкций цехов завода «Тагмет». В 2007–2008 годах ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко проводил договорную работу по «Научно-техническому сопровождению проектирования и строительства комплекса непрерывного стана PQF на ОАО «Тагмет».

В трубопрокатных цехах, построенных по проектам 1967–1968 годов, на заводе «Тагмет» до 2007 года эксплуатировался трубопрокатный агрегат с пилигримовым станом 4–6″. За время эксплуатации в цехах были осуществлены мероприятия, обеспечивающие значительное расширение диапазона диаметров и номенклатуры выпускаемых труб. Был установлен импортный многоклетьевой редукционно-растяжной стан (РРС) и поточные линии отделки труб, но перевооружение цехов продолжалось.

В проектах технического перевооружения было предусмотрено сооружение:

– нагревательных печей;

– трубопрокатного агрегата (ТПА) с непрерывным станом PQF поставки фирмы SMS MEER (Германия) на месте демонтированного прокатного агрегата с пилигримовым станом;

– нового термоотдела с оборудованием фирмы OLIVOTTO (Италия) на месте демонтированного устаревшего оборудования отделки.

Существующий редукционно-растяжной стан и следующая за ним пила сохранялись и встраивались в общий поток.

В связи с установкой нового оборудования в здании ТПЦ-1 и металлургической части здания ТПЦ-2, а также изменения технологического процесса производства труб в здании трубосварочного цеха (ТСЦ-4), переоборудуемого в трубопрокатный цех ТПЦ (участок 3), возникла необходимость увеличения шага некоторых колонн каркасов этих зданий.

Конструктивные особенности опорных конструкций под выбиваемые колонны здания ТСЦ-4, переоборудованного в трубопрокатный цех (участок 3)

Первоначально ТСЦ-4 был предназначен для производства сварных труб различного диаметра из штрипса, который после листоправильной и стыкосварочной машин подавался в печь для нагрева и сварки труб нужного диаметра.

Здание ТСЦ-4 представляет собой блок из трех пролетов А–Б, Б–В и В–Г (оси 1–63) и пристроенных объектов со стороны ряда А (рис. 1).

В здании ТСЦ-4 по рядам А, Б, В и Г в основном были установлены железобетонные сборные двухветвевые колонны. По рядам А и Г установлены колонны крайнего ряда с шагом 6 м, по рядам Б и В – колонны среднего ряда с шагом 12 м. Колонны Б1, В1, Б5 и В5 – металлические двухветвевые среднего ряда.

В связи с установкой нового оборудования в пролете Б–В здания ТСЦ-4 возникла необходимость увеличения шага колонн по ряду Б (в осях 20–23 и 36–39) и по ряду В (в осях 10–13 и 25–28). В существующем здании шаг колонн по рядам Б и В был 12 м. Для увеличения шага колонн до 15 м в этих местах потребовалось демонтировать четыре колонны: Б21, Б37 и В11, В27.

В качестве опорной конструкции (рис. 2) под выбиваемые колонны по ряду Б (рис. 3) и по ряду В (рис. 4) были запроектированы жесткие в двух направлениях порталы, состоящие из ригеля в виде спаренной балки высотой 2,3 м и металлических колонн, устанавливаемых на расстоянии 10 и 5 м от выбиваемой колонны. Колонны – двухветвевые. Ветви выполнены из сварных двутавров, решетка – из прокатных уголков. Балки ригеля выполнены также из сварных двутавров. Полки обеих балок ригеля портала по двум уровням (на отм. +5,600 и +3,300) связаны горизонтальными треугольными связями. В месте выбивки колонн основные балки портала связаны поперечными балками. В окна существующих двухветвевых железобетонных колонн выше уровня их отрезки были установлены вспомогательные поперечные балки в двух уровнях (рис. 5 и 6).

Демонтированные существующие портальные вертикальные связи между колоннами Б37–Б39 и В27–В29 перенесены на оси 39–41 по ряду Б и на оси 29–31 по ряду В соответственно.

В местах выбивки железобетонных колонн, кроме того, были установлены дополнительные горизонтальные связи покрытия по нижним поясам стропильных ферм в осях 20–22 ряда Б и в осях 10–12 и 24–33 ряда В.

После временного закрепления в порталах (путем омоноличивания верхней зоны) мест опирания выбиваемых колонн (и после набора бетоном расчетной прочности) производилась отрезка и удаление нижних частей колонн.

Все металлические конструкции портала были изготовлены из сталей С255, С245 и С235 по ГОСТ 27772-88 [4] в соответствии с [5].

Все заводские соединения – на сварке, монтажные соединения – на сварке и на болтах с неконтролируемым натяжением. Болтовые соединения выполнены на болтах класса точности В, класса прочности 8.8.

Прочность бетона оставшихся частей железобетонных колонн определялась методом упругого отскока с использованием молотка Schmidt N-34 159590 фирмы PROCEQ. Прочность исследуемых элементов проверялась по требованиям [6] на доступных для обследования участках. Проведено 30 измерений на трех колоннах. В результате анализа полученных материалов было заключено, что класс (марка) бетона в оставшихся частях выбитых колонн здания – В22,5 (М 300).

Таким образом, прочность бетона в оставшихся частях железобетонных колонн по ряду Б (оси 21 и 37) и по ряду В (ось 11) в здании ТСЦ-4 соответствовала проектным маркам.

Фундаменты колонн – железобетонные, монолитные. Так как грунтовые воды в районе строительства агрессивные по отношению к бетону и арматуре, материалы конструкций фундаментов (бетон и арматура) приняты соответствующими требованиям [6–8].

Металлические колонны порталов, расположенные на расстоянии 10 м от выбиваемой колонны, установлены на увеличенные с дополнительным армированием фундаментов существующих железобетонных колонн по осям 13 и 25 ряда В (рис. 7) и по осям 23 и 39 ряда Б (последние, по ряду Б, были выполнены на буронабивных сваях Ø 350 мм). Кроме того, для передачи горизонтальных усилий на уровне чистого пола в работу ростверков по осям 23 и 39 ряда Б была включена горизонтальная плита толщиной 300 мм.

Металлические колонны порталов, расположенные на расстоянии 5 м от выбиваемой колонны, были установлены на заново выполненные по проекту самостоятельные железобетонные монолитные ступенчатые фундаменты.

Проверочные расчеты элементов портала

Конструкции портала были рассчитаны на нагрузки [9] от их собственного веса и на суммарные нагрузки от выбиваемых колонн на уровне верха портала. Для определения несущей способности элементов портала здания ТСЦ-4 был использован сертифицированный вычислительный комплекс SCAD 11.1, разработанный в фирме «ТОПАЗ-ИНФОРМ», г. Киев.

Методика расчета и выбор расчетной схемы

Так как размеры опорных конструкций (порталов) и геометрические характеристики сечений элементов всех четырех устанавливаемых в цехе порталов, а также места и способы приложения нагрузок на порталы под выбиваемые колонны здания ТСЦ-4 идентичны, проверочный расчет был проведен только для одного портала, устанавливаемого в осях 25–28 по ряду В.

Проверочный расчет несущей способности элементов портала был выполнен с помощью метода конечных элементов. Конечные элементы приняты в виде стержней, которые ограничиваются узлами, находящимися в начале и в конце стержневого элемента. Приложение граничных условий в узлах осуществлялось с помощью запрещения соответствующих степеней свободы.

Проверочный расчет портала в месте выбивки колонны 27 здания ТСЦ-4 проводился в соответствии с требованиями [5][10–12]. Расчетные сечения элементов рамы соответствовали сечениям, принятым в проекте. Расчетное сопротивление материала колонн и ригеля принято для стали С255 равным R_y = 2350 кг/см ² в соответствии с указаниями действующих нормативных документов (рис. 8).

Расчетная схема портала представляла собой раму, стойки которой жестко закреплены в фундаментах и жестко соединены с ригелем портала. Рама – свободная: в уровне ригеля имеется возможность смещения в горизонтальной плоскости. Силовые воздействия прикладывались в виде сосредоточенной силы, приложенной в узле в месте выбивки колонны В27 (рис. 9).

Результаты расчетов

Расчет портала с металлическими колоннами между осями 25 и 28 по ряду В здания ТСЦ-4 ОАО «Тагмет» выполнен из условия нагружения ригеля такой нагрузкой, при которой в наиболее нагруженном сечении элемента портала возникает напряжение σ = R_y (коэффициент использования сечения этого элемента будет равен 1,0). Расчетная схема портала при загружении предельной нагрузкой представлена на рис. 8.

В результате расчета предельная нагрузка в узел В27 возникает в ригеле портала и получается P_max = 328 т (рис. 8). Верхние узлы колонн портала воспринимают нагрузку только от части собственного веса ригеля (условно принята равной 0,0033 P_max – со стороны оси 25 и 0,0067 P_max – со стороны оси 28).

При этом коэффициент расчетной длины колонны свободной рамы, равный 1,0, был определен по формуле 69 [5]:

где 

I_r и l_r – момент инерции сечения и длина ригеля соответственно;

I_с и l_с – момент инерции сечения и длина колонны соответственно.

Эпюры продольных и поперечных сил и изгибающих моментов от предельной нагрузки в ригеле и колоннах портала представлены на рис. 9.

В результате проверочного расчета установлено, что несущая способность обеих колонн и ригеля между ними обеспечена при нагрузке, равной P_max = 328 т. При этом в ригеле напряжение от изгибающего момента М = 1012,43 тм и (в этом же сечении) N = 3,4 т составляет σ = 2345 + 5 кг/см ²
(при R_y = 2 350 кг/см ²), т. е. коэффициент использования сечения ригеля σ/R_y = 1,0. Предельная гибкость ригеля от максимального продольного усилия принята в соответствии с указаниями таблицы 19* [5] в зависимости от λ = l × µ/r_x; λ = 1500 × 1,0/84,95 = 18 и φ = 0,968.

При [λ] = 180 – 60α = 179.

В соответствии с данными проекта в верхнем жестком узле портала для расчета ригеля приняты: изгибающий момент М = 225 тм и продольное усилие N = 30,7 т. При этих усилиях напряжение по прочности при совместном действии продольной силы и изгибающего момента в плоскости рамы в ригеле (балке) определяется по формуле 50 [5]:

т. е. коэффициент использования сечения ригеля составляет 566 кг/см ²/2350 кг/см ² = 0,24.

Таким образом, запас несущей способности запроектированного сечения ригеля (балки) составлял 76 % (при коэффициенте использования сечения 0,24).

Напряжение в правой колонне рамы достигало максимального значения при расчете ее на устойчивость в плоскости действия момента при внецентренном сжатии – при этом коэффициент использования сечения колонны был равен 0,97.

Учитывая, что элементы рамы работают линейно, при расчете правой колонны по прочности по формуле 50 [5] напряжение в колонне должно составить 566 × 0,97 = 549 кг/см ², что дает коэффициент использования сечения правой колонны 549 кг/см ²/2350 кг/см ² = 0,23.

Таким образом, запас несущей способности наиболее нагруженной (правой) колонны запроектированной рамы составлял 77 % (при коэффициенте использования сечения 0,23).

Вывод

Проверочный расчет рамы (портала) показал, что несущая способность ее элементов (колонн и ригеля) обеспечена.

Конструктивные особенности опорных конструкций под выбиваемые колонны здания ТПЦ-1

Во время установки нового оборудования комплекса непрерывного стана PQF (2007 год) с целью увеличения шага колонн по ряду Г с 6 до 15 м (рис. 10а) в здании ТПЦ-1 ОАО «Тагмет» был возведен аналогичный описанному выше портал, выполняющий функции опорной конструкции под выбитые колонны Г81 и Г82 (рис. 10б).

Как и в здании ТСЦ-4, ригель портала в виде спаренной балки имел высоту 2,3 м, а двухветвевые металлические колонны были установлены снаружи существующих железобетонных колонн по оси 83 и по оси 80 (рис. 11) ряда Г. Ветви колонн были выполнены из сварных двутавров, решетка – из прокатного уголка. Полки балок портала расположены по двум уровням (на отм. +6,600 и +4,300) и связаны горизонтальными треугольными связями.

После временного закрепления двух колонн (Г81 и Г82) в портале путем омоноличивания верхней зоны опирания (и после набора бетоном расчетной прочности) была произведена отрезка и удаление нижних частей колонн. Остальные конструктивные особенности аналогичны порталам, установленным в здании ТСЦ-4.

В здании ТПЦ-1 были исследованы свойства существующих железобетонных колонн Г80 и Г83 и свойства фундаментов, вновь возведенных над существующими фундаментами, а также верхней части выбитой колонны Г82. Прочность бетона колонн определялась методом упругого отскока с использованием молотка Schmidt N-34 159590 фирмы PROCEQ в верхней части на доступных для обследования участках. Проведено 50 измерений в пяти элементах. Из анализа полученных материалов было определено, что класс (марка) бетона не ниже В20 (М 250) в существующих железобетонных колоннах Г80 и Г83 и во вновь возведенных фундаментах под колонны портала Г80 и Г83 здания ТПЦ-1, что соответствовало проектным маркам.

Проверочные расчеты элементов портала

Методика расчета и выбор расчетной схемы

Как и в здании ТСЦ-4, проверочный расчет для портала в здании ТПЦ-1, устанавливаемого по осям 80–83 по ряду Г, был проведен методом конечных элементов. Конечные элементы приняты в виде стержней, которые ограничиваются узлами, находящимися в начале и в конце стержневого элемента. Приложение граничных условий в узлах осуществлялось с помощью запрещения соответствующих степеней свободы.

Расчетная схема портала представляла собой раму, стойки которой шарнирно закреплены в фундаментах в горизонтальной и в вертикальной плоскостях. Соединение ригеля с колонной – жесткое. Рама – несвободная: в уровне ригеля имелось шарнирное закрепление от смещения в горизонтальной плоскости.

Силовые воздействия прикладывались в виде сосредоточенных сил в узлах, действующих в местах выбивки колонн (Г80 и Г81).

Проверочный расчет портала в месте выбивки колонн Г80 и Г81 здания ТПЦ-1 проводился в соответствии с требованиями [5][10–12].

Для определения несущей способности элементов портала здания ТПЦ-1 был использован сертифицированный вычислительный комплекс SCAD 11.1, разработанный в фирме «ТОПАЗ-ИНФОРМ», г. Киев (рис. 12).

Расчетные сечения элементов рамы соответствовали сечениям, принятым в проекте. Расчетное сопротивление материала колонн и ригеля было принято для стали С245 равным R_y = 2447 кг/см ² [4].

Результаты расчетов

Расчет портала с металлическими колоннами Г80 и Г83 в пролете В–Г здания ТПЦ-1 ОАО «Тагмет» был выполнен из условия нагружения ригеля такой нагрузкой, при которой в наиболее нагруженном сечении элемента портала возникает напряжение σ = R_y (коэффициент использования сечения этого элемента будет равен 1,0). В результате расчета предельная нагрузка, принятая из условия, что коэффициент использования сечения равен 1,0, получилась P_max = 171 т в каждый узел (Г81 и Г82). Узлы портала Г80 и Г83 воспринимали нагрузку только от части собственного веса ригеля (условно приняты равными 0,01 P_max). При этом коэффициент расчетной длины колонны несвободной рамы, равный 0,71, был определен по формуле:

где 

I_r и l_r – момент инерции сечения и длина ригеля соответственно;

I_с и l_с – момент инерции сечения и длина колонны соответственно.

В результате проверочного расчета было установлено, что несущая способность обеих колонн (Г80 и Г83) и ригеля между ними обеспечена при нагрузке, равной P_max = 171 т. При этом в ригеле напряжение составило σ = 1884 кг/см ² (0,77 % от R_y = 2447 кг/см ²). В соответствии с данными проекта в верхнем жестком узле портала для расчета были приняты: изгибающий момент М = 86,5 тм и продольное усилие в колонне Q = 115,7 т. При этих усилиях напряжение по прочности при совместном действии продольной силы и изгибающего момента в плоскости рамы в сжато-изгибаемой стойке (колонне) определялось по формуле 50 [5]:

При R_y × γ_c = 2447 кг/см ² коэффициент использования в верхнем сечении колонны составил 1645/2447 = 0,68.

Напряжение в колонне достигает максимального значения при расчете ее на устойчивость в плоскости действия момента при внецентренном сжатии – тогда коэффициент использования равен 1,0.

При расчете же колонны по прочности от усилий, полученных при предельной нагрузке, напряжение составило:

что дает дополнительный запас несущей способности сечения 9 % (2227/2447 = 0,91).

Таким образом, запас несущей способности колонн рамы составил 38 % (1–0,68 × 0,91 = 0,38), а ригеля (при коэффициенте использования 0,77) – 49 %.

Вывод

Проверочный расчет рамы (портала) показал, что несущая способность ее элементов (колонн и ригеля) обеспечена. Коэффициент использования сечения колонны составил 0,62 < 1,0; коэффициент использования сечения ригеля составил 0,52 < 1,0.

Конструктивные особенности опорной конструкции под выбиваемую колонну Д16′ металлургической части здания ТПЦ-2

В пролетах С–Д и Д–Е металлургической части здания ТПЦ-2 во время перевооружения возникла необходимость увеличения шага колонн по ряду Д в осях 13′–19′ с 18 до 24 м. Для этого потребовалось демонтировать подкрановую часть колонны Д16′ и установить новые колонны по осям 14′ и 18′ по ряду Д (рис. 13).

В качестве опорной конструкции под выбиваемую колонну был установлен жесткий в двух направлениях портал, состоящий из ригеля (одновременно выполняющего функции подкрановых балок) в виде спаренной балки высотой 2,472 м и металлических колонн, устанавливаемых на расстоянии 6 м от существующих по осям 13′ и 19′ колонн по ряду Д (рис. 14). Ригель представлял собой две подкрановые балки из сварных двутавров, полки которых соединены изнутри листами t = 36 мм. Кроме того, в 6 м от опор между балками были предусмотрены диафрагмы жесткости.

Подкрановые части заново возводимых колонн – двухветвевые – были выполнены из сварных двутавров, соединенных по стенкам листом t = 20 мм. Надкрановые части колонн по осям 14′ и 18′ сплошные, из сварного двутавра, высотой до уровня головки рельса (рис. 15). Сохраняемая надкрановая ветвь колонны по оси 16′ в основании была укреплена и соединена со стенками устанавливаемых подкрановых балок с помощью вертикальных и горизонтальных ребер жесткости толщиной t = 36 и 25 мм.

В промежутки между осями 19′–18′ и 14′–13′ были установлены обрезанные и подготовленные к опиранию на новые колонны части демонтированных подкрановых балок (с тормозными конструкциями) с пролетов 19′–16′ и 13′–16′.

Конструкции были рассчитаны на нагрузки от кровли, покрытия, снега, собственного веса конструкций подкрановых балок и крановые нагрузки.

Все металлические конструкции портала были из стали С245 (колонны и промежуточные ребра балок), С255 (опорные ребра) и С345-3 (стенки и полки подкрановых балок) по ГОСТ 27772-88 [4] в соответствии с требованиями строительных норм [5].

Все заводские соединения – на сварке, монтажные соединения – на сварке и на болтах нормальной точности класса прочности 5.8 по ГОСТ 7798-70* [13].

В процессе проведения экспертизы во время перевооружения цеха визуальному осмотру подвергались конструктивные элементы опорной конструкции под частично демонтированную колонну Д16′ здания ТПЦ-2: металлические колонны; металлические балки ригеля и металлические связи и поперечные балки в уровне ригеля; фундаменты колонн, а также стропильные фермы и горизонтальные связи покрытия (рис. 16) в осях 13′–19′ вдоль ряда Д.

Проверочные расчеты элементов портала

Методика расчета и выбор расчетной схемы

Проверочный расчет несущей способности элементов портала, поддерживающего оголовок колонны Д16′, был выполнен строительными отделами ГП «Укргипромез» с помощью метода конечных элементов. Конечные элементы были приняты в виде стержней, которые ограничивались узлами, находящимися в начале и в конце стержневого элемента. Приложение граничных условий в узлах осуществлялось с помощью запрещения соответствующих степеней свободы.

Расчетная схема портала представляла собой раму, стойки которой шарнирно закреплены в фундаментах и шарнирно соединены с ригелем портала. Балки ригеля портала в раме одновременно выполняли функции подкрановых балок. Рама – свободная: в уровне ригеля имелась возможность смещения в горизонтальной плоскости.

Кроме того, отдельно был проверен блок подкрановых балок ригеля ПБ1 на вертикальные и горизонтальные нагрузки. При расчете блока были использованы оболочечные четырехугольные элементы (№ 44), входящие в состав вычислительного комплекса SCAD, что дало возможность получить величины напряжений, возникающих в блоке.

Силовые воздействия от покрытия здания были представлены в виде сосредоточенной силы, приложенной в узле в месте выбивки колонны Д16′. Вертикальные и горизонтальные в продольном и поперечном направлениях нагрузки от воздействия четырех кранов прикладывались к подкрановой балке в трех вариантах.

Проверочный расчет портала в месте выбивки колонны Д16′ здания ТПЦ-2 проводился в соответствии с требованиями [5][10–12].

Для определения несущей способности элементов портала здания ТПЦ-2 был использован сертифицированный вычислительный комплекс SCAD 11.1, разработанный в фирме «ТОПАЗ-ИНФОРМ», г. Киев.

Расчетное сопротивление материала для колонн из стали С245 принято равным R_y = 2450 кг/см ², а для балок из стали С345-3 – R_y = 3050 кг/см ² в соответствии с указаниями [5].

Результаты расчетов

В результате проведенных ГП «Укргипромез» расчетов получены напряжения в элементах балок и колонн, прогибы и другие необходимые данные для оценки прочности и устойчивости конструкций.

Наибольшие нормальные напряжения от наиболее невыгодного сочетания нагрузок в стенке балки достигали σ = 2402 кг/см ², в верхней полке – σ = 1455 кг/см ² и в нижней полке – σ = 1415 кг/см ² (при R_y = 3050 кг/см ²), в колонне при горизонтальном воздействии (торможении) слева – σ = 1165 кг/см ², при торможении справа – σ = 1152 кг/см ² (при R_y = 2450 кг/см ²).

Коэффициент использования сечения (σ/R_y) балки портала по прочности при совместном действии продольной силы и изгибающих моментов составил 0,56; колонн – 0,46; 0,47.

Таким образом, в результате проверочного расчета было установлено, что несущая способность элементов портала (колонн и ригеля, совмещающего функции подкрановой балки) при проектной нагрузке обеспечена.

Нижняя часть оставшейся после вырубки надкрановой части колонны Д16′ была прикреплена к стенке подкраново-подстропильной балки с помощью ребра толщиной 25 мм. К полке сечения колонны (с двух сторон) ребро крепилось сварными швами длиной l = 1000 мм, которые при этом испытывали изгиб от момента, появляющегося от поперечного торможения, и от момента, приходящего с покрытия цеха.

М = М_т + М_п = 9000 кг × 1,156 м + 33000 кгм = 43404 кгм.

Момент сопротивления расчетного сечения этого сварного шва (с двух сторон) при ручном выполнении на монтаже с катетом 12 мм:

W_f = β_f × I_f /y_n = 0,7 × 2 × 100³ × 1,2/12 × 50 = 2800 см ³,

где y_n – расстояние от центра тяжести до нижнего сечения шва.

Напряжение в шве:

τ_f = M/W_f = 4340400/2800 = 1550 кг/см ²,

τ_f /R_ωf = 1550/2200 = 0,7,

где R_ωf – расчетное сопротивление металла шва сварного соединения элементов из стали С345-3 с угловыми швами, выполненное ручным способом электродами Э50А (проволокой марки Св-08Г2С).

Таким образом, при катете шва, равном 12 мм, напряжение условного среза в соединении составило 70 % от расчетного сопротивления.

Железобетонные фундаменты

Металлические колонны портала монтировались на вновь возводимые фундаменты, устанавливаемые в заранее укрепленные котлованы в соответствии с проектом, разработанным ОАО «Донецкшахтострой» и ДП ГХК «Донбассшахтострой», с учетом существующих подземных сооружений в условиях работающего цеха.

На основании данных инженерно-геологического заключения под площадкой дымовой трубы ТПЦ-2 расчетное сопротивление грунта в основании фундаментов было принято R₀ = 350 кПа (3,5 кг/см ²).

Фундаменты под колонны портала – отдельно стоящие железобетонные монолитные столбчатые ступенчатые – устанавливались в заранее укрепленные котлованы с учетом существующих стенок подземных сооружений и коммуникаций (рис. 17).

Расчетные характеристики бетона и арматуры приняты в соответствии с требованиями [6]. Поскольку грунтовые воды являются агрессивными по отношению к бетону и арматуре конструкций, для фундаментов колонн был применен бетон класса В16*, марки W6 по водонепроницаемости, на портландцементе по ГОСТ 10178-85 [14] с содержанием в клинкере С₃S не более 65 %, С₃ А не более 7 %, С₃ А + С₄ АF не более 22 % или на шлакопортландцементе.

Наружные поверхности фундаментов, соприкасающиеся с грунтом, были обмазаны горячим битумом за 2 раза.

Представленные проектные решения фундаментов обеспечивали восприятие фундаментами всех прикладываемых к ним нагрузок. Надежность железобетонных фундаментов колонн портала, установленного в месте выбивки колонны Д16′ здания ТПЦ-2, была обеспечена.

Выводы

Проверочный расчет рамы (портала) под выбиваемой колонной Д16′ в здании ТПЦ-2, проведенный ГП «Укргипромез», показал, что несущая способность элементов портала (колонн и ригеля) обеспечена.

Конструктивное оформление закрепления оставшейся надкрановой части вырубленной колонны между вновь устанавливаемыми подкраново-подстропильными балками надежно.

Заключение

При проведении экспертизы проектов конструкций порталов в местах выбивки четырех колонн по ряду Б (оси 21 и 37) и по ряду В (оси 11 и 27) здания ТСЦ-4, проекта конструкций портала в местах выбивки двух колонн в пролете В–Г вдоль ряда Г (оси 80–83) здания ТПЦ-1 и на основании результатов технического диагностирования конструкции металлургической части здания трубопрокатного цеха № 2 ОАО «Тагмет» и портала в месте выбитой колонны Д16′ сотрудниками ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко были выполнены:

– необходимые проверочные расчеты колонн и балок ригеля порталов (в месте выбивки колонны В27 ТСЦ-4, колонн Г80 и Г83 ТПЦ-1 и колонны Д16′ металлургической части ТПЦ-2) с помощью сертифицированного вычислительного комплекса SCAD 11.1 фирмы «ТОПАЗ-ИНФОРМ», г. Киев;

– визуальный осмотр и инструментальное обследование конструкций зданий, подлежащих модернизации;

– экспертная оценка надежности запроектированных конструкций.

В результате проведенной экспертизы установлено, что проекты конструкций порталов в местах выбивки колонн в зданиях ТСЦ-4, ТПЦ-1 и металлургической части ТПЦ-2 выполнены в соответствии с требованиями современных строительных норм и правил. Прочность и устойчивость порталов в целом и их отдельных элементов обеспечена. Дефекты и повреждения, превышающие значения, установленные действующими нормативными документами, и влияющие на эксплуатационную пригодность зданий, не выявлены.

Проектные решения были успешно реализованы при реконструкции цехов ОАО «Тагмет» под новое оборудование.