Актуальное

То не снег на голову: о защите зданий от разрушений

Эффективные методы испытаний и защиты городских зданий от различных видов разрушений позволяют их предупредить и предотвратить. Анализ статистики, обобщение типичных случаев помогают в выработке грамотных решений.

Стена
При проектировании кирпично-монолитных зданий зачастую выполняются расчеты только железобетонного каркаса

В процессе эксплуатации здания и сооружения подвергаются различным видам воздействия – климатическим колебаниям температур, ветровой нагрузке, инсоляции, сейсмическому, техногенному и биохимическому воздействию. И в случае просчетов проектировщиков и строителей это может вызвать обрушение строительных конструкций.

По мнению руководителя отдела «Обследования зданий и сооружений» ПНИПКУ «Венчур», доцента СПбГПУ Алексея Улыбина, с каждым годом проблем становится все больше, а решений по предупреждению аварий пока мало. Поиск эффективных методов защиты зданий и сооружений – актуальная техническая задача, решение которой позволит не только повысить безопасность, но и продлить жизненный цикл сооружений.

Обезопасить на стадии проекта

Опыт использования кирпича в устройстве ограждающих конструкций в строительстве огромный, тем не менее обрушения конструкций из этого материала не редкость. По мнению специалистов Строительного института СПбГПУ, причина в том, что вопросу предотвращения обрушений не уделяется должного внимания ни на стадии проектирования, ни в процессе строительства и эксплуатации.

«Нами было обследовано более десятка зданий, стеновые конструкции которых находились под угрозой обрушения, – рассказывает главный инженер ПНИПКУ «Венчур» Сергей Федотов. – Отмечу, что в числе разработчиков проектной документации на строительство были не только специалисты малоизвестных на рынке небольших компаний, но и такой значимый игрок, как ЛЕННИИПРОЕКТ. Это свидетельствует о глобальности проблемы. Основной, на наш взгляд, ошибкой стало неправильное применение зарубежного опыта. В мировой строительной практике, как известно, предусматриваются деформационные швы, тогда как у нас переняли лишь способ устройства отдельных узлов. При проектировании кирпично-монолитных зданий зачастую выполняются конструктивные расчеты только железобетонного каркаса».

При расчетах параметров кирпичной кладки не учитываются распределенная и ветровая нагрузки, а также нагрузка навешиваемого на здание оборудования

При расчетах параметров кирпичной кладки, подчеркивает Сергей Федотов, не учитываются распределенная и ветровая нагрузки, а также нагрузка навешиваемого на здание оборудования. Важно предусмотреть при разработке проектной документации и температурное воздействие, и влияние солнечной радиации в зависимости от сторон света. В свое время расчеты для фасадов были закреплены в нормативных документах. С отказом от старых норм ошибки в расчетах можно встретить во множестве проектов, что является первопричиной недолговечности кирпичной облицовки фасадов. Угроза обрушения возникает в зоне поэтажного опирания, угловых зонах, местах примыкания облицовки к цокольной части и кровле.

Избежать подобных угроз можно на стадии проектирования. «Проектные ошибки, как правило, связаны с отсутствием горизонтальных деформационных швов. А раздробление кладки наблюдается чаще, когда облицовка выполняется параллельно с возведением каркаса. Однако нередки и строительные ошибки, когда в проекте деформационные швы были предусмотрены, а на объекте они зачеканиваются раствором», – комментирует Сергей Федотов.

К строительным ошибкам относится и недостаточное количество анкеровки. Опирание кладки на металлические уголки чревато коррозией этого вида крепления. Вариант опирания с закрыванием торцов облицовочной плиткой также может стать причиной возникновения напряжения в фасадной зоне, которое приводит к разрушению кладки. В течение гарантийного срока застройщик выполняет косметический ремонт, который не устраняет причину разрушения.

Неуместная твердость

«Некоторые строители считают: чем прочнее материалы, тем лучше будет работать конструкция. Поэтому ремонтные растворы, которые применяются для усиления или устранения дефектов, имеют прочность более 40 Мпа. А это приводит к концентрации напряжения в месте нанесения составов и к последующему разрушению кладки», – отмечает специалист.

Еще одним неудачным методом, по его мнению, является применение металлических полос для стягивания углов, что влечет температурную деформацию и трещинообразование в местах анкеровки. Также не решает проблему крепление обрушившейся части кладки дюбелями и проволокой.

Ремонт
Гидроизоляция деформационного шва

«Усилению конструкции должно предшествовать два этапа, – поясняет Сергей Федотов. – Обследование с определением фактического конструктивного решения и четкое определение причины обрушения. Далее должно приниматься взвешенное решение о способе усиления и выполняться подробное проектирование».

Вариантами усиления и снятия негативных воздействий при поэтажном опирании фасадной кладки может быть устройство горизонтальных и вертикальных деформационных швов. Еще одним эффективным методом может быть нанесение на кирпичный фасад поверх строительной сетки теплоизоляционной штукатурки. Таким методом был отремонтирован аварийный фасад дома на Серебристом бульваре. Этот способ хорош при негативном температурном воздействии. Без ухудшения внешнего вида для укрепления хорошо срабатывают химические анкера.

Сложной задачей является усиление фасада при дефектном частичном поэтажном опирании. «При усилении фасадов такого типа прежде всего необходимо вывести конструкцию из сложнонапряженного состояния методом прорезки деформационных швов. Но поскольку прорезать швы в такой конструкции невозможно, возникает необходимость в дополнительных опорах.

Нами было предложено два варианта решения. В первом случае один слой кирпича убирался специальными захватками. Образовавшаяся штроба временно закреплялась, в нее устанавливались на химический анкер арматурные стержни и укладывался демпферный материал. Далее все заполнялось ремраствором. Второй вариант усиления связан с установлением обработанных антикоррозийным составом металлических уголков», – рассказывает инженер. Эффективным методом является установка навесного вентилируемого фасада после усиления либо полной замены кладки.

Казнить нельзя помиловать

Говоря о безопасности фасадов, специалисты приводят показательный пример – из-за часто случавшихся обрушений в Казахстане навесные вентилируемые фасады (НВФ) с керамогранитом вообще запрещены к применению. Важно, что причиной обрушений, часть из которых повлекла человеческие жертвы, стали ошибки проектирования и монтажа.

Необходимо повысить внимание к проектированию навесных фасадов, усилить контроль над выполнением монтажа

«Считается, что в части применения НВФ недостаточно нормативных документов, которые бы позволили произвести строительный контроль, – поясняет руководитель расчетно-аналитического центра НИУПЦ «Межрегиональный институт окна», старший преподаватель СПбГПУ Александр Галямичев. – В этой области ведутся обширные работы по изучению и исследованию химических и механических свойств применяемых в НВФ сплавов и материалов подконструкций, а также тех материалов, которые используются в качестве облицовки. Учитываются и механические показатели, и коррозионная стойкость. В частности, техническое свидетельство, которое имеет каждая система НВФ, выдается на базе перечисленных документов. Данные документы попадают в Федеральный центр сертификации. В 2012 году в СНИП об ограждающих конструкциях был внесен раздел о НВФ, что является позитивным моментом».

Однако на практике приходится сталкиваться с тем, что не все поставщики готовы предоставить пакет документов. Например, специалист сослался на случай, когда при строительстве комплекса «Балтийская жемчужина» поставщик подсистемы предоставил документы, из которых методом фотошопа были убраны показатели, характеризующие несущие способности. Поэтому для проектирования, дабы избежать неверных расчетов, документы логичнее требовать от сертификационного органа.

Еще одним узким местом НВФ является анкерная техника, к которой также много претензий.

Знать в лицо

Проанализировав несколько аварийных ситуаций и выявив типичные ошибки, специалисты пришли к выводу: необходимо повысить внимание к проектированию навесных фасадов, усилить контроль над выполнением монтажа. Например, на одном из зданий на Московском проспекте проектом было предложено применение рядового кляймера, лапки которого срезало по причине тепловой деформации, что спровоцировало падение плитки. «В таких случаях необходимо применять скользящее крепление, которое позволяет системе двигаться вверх и вниз», – подчеркивает Александр Галямичев.

Навесной вентилируемый фасад
Навесной вентилируемый фасад

Еще одной причиной аварийности является неграмотное применение металлокассет. Например, выявленные в Приморском районе нарушения в устройстве фасада специалисты связывают уже с ошибками при монтаже. Неверный выбор положения направляющей привел к тому, что из-за ветровой нагрузки произошел вырыв кассет. Также монтажниками были частично пропущены крепления направляющих к кронштейнам.

Кроме того, выяснилось, что заклепки устанавливались без учета температурной деформации кассет, что способствует срезающему воздействию на элементы крепления. Технология, заимствованная у финнов, прекрасно зарекомендовала себя. Наши специалисты решили сэкономить на одном из элементов – горизонтальной фрезеровке, способствующей горизонтальному расширению и сжатию элементов фасада.

«Произведенный частичный ремонт не решил проблем окончательно, необходимо полное обследование ограждающих конструкций. И сейчас принимается решение о демонтаже фасада, хотя это повлияет на имидж офисного центра», – говорит специалист.

Также проблемной зоной для НВФ в плане аварийности являются угловые части конструкции. Выпадение плитки из этих элементов фасада также часто фиксируется в нашем городе. По мнению Александра Галямичева, во многих проектах не показан боковой кляймер, который фиксирует плитку в критичной зоне. Подобные проблемы возникли на здании Сбербанка на улице Красного Текстильщика, где выпавшая плитка повредила несколько автомобилей. По мнению специалиста, ответственность за подобные ЧП лежит на главном инженере-проектировщике, который ставит свою подпись на проекте.

«Замечу, что документация на вентилируемые фасады не проверяется ни экспертизой, ни кем-либо еще, кроме представителей заказчика. Если заказчик не является специалистом в этой сфере, отследить подобные ошибки невозможно», – подчеркивает Александр Галямичев.

Знать и другие тонкости проектирования и эксплуатации НВФ необходимо, чтобы предотвратить случаи обрушения элементов этого популярного вида фасадного решения.

Любовь Ежелева

В печатной версии название статьи – “То не снег на голову” (журнал “Строительство и городское хозяйство”, № 170, декабрь, 2016 г.)

Исследование микрорайона

Смотрите также

X