Пока несущие конструкции

Опубликовано автор Admin — Нет комментариев ↓

О состоянии и перспективах отечественного фонда строительных металлоконструкций. УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н.Шимановского.


Пока несущие конструкции
Александр Шимановский, Александр Оглобля, ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н. Шимановского»
 
О состоянии и перспективах отечественного фонда строительных металлоконструкций
 
Используемые в стране металло­конструкции сконцентрированы, прежде всего, на объектах базо­вых отраслей: в черной и цветной металлургии, машиностроении, энергетиче­ской, угледобывающей, нефтегазовой промышленности и др. При этом основой фон­да металлических конструкций Украины яв­ляются конструкции промышленных зданий. Их масса превышает 17 млн.т, что состав­ляет около 50% в общем тоннаже эксплуатируемых сегодня металлических конструк­ций. Среди других направлений примене­ния конструкций особого внимания заслу­живают резервуары и газгольдеры, опоры воздушных сетей электропередач и конструкции доменных цехов, доля которых в общем объеме составляет 12%, 8,2% и 6,34% соответственно.
 
В целом же Украина владеет значитель­ным строительным фондом, представлен­ным производственными, гражданскими и жилыми зданиями и сооружениями. Их стоимость составляет свыше 60% основных фондов народного хозяйства страны. По­этому сохранить этот фонд, удержать его в состоянии, пригодном для использования по назначению на протяжении заданного срока эксплуатации, является одной из важ­нейших задач и одновременно проблем для экономики нашей страны.
 
Оценка технического состояния украинского фонда металлоконструкций
 
По ориентировочным оценкам, уже до 10% существующего металлофонда Украины на­ходится на грани выбывания, имея значи­тельную физическую изношенность и поврежденность. Так, в возрастной структуре металлофонда доминирующую роль играют металлические конструкции зданий и соору­жений, которые были введены в эксплуата­цию свыше 20-30 лет тому назад. В целом же более 70% находящихся в эксплуатации конструкций имеют возраст свыше 20 лет, и существенная их часть характеризуется значительным физическим износом.
 
По экспертным оценкам ряда специали­стов (А.Перельмутер, В.Гордеев, Е.Горохов и др.), порядка 20-25% конструкций, вве­денных в эксплуатацию до 1971г., использу­ются с исчерпанным ресурсом. Кроме того, ремонта и реконструкции требуют также около 20% конструкций, построенных в 1971-1975гг., и до 5% конструкций, по­строенных в 1976-1985гг.
 
Среди несущих элементов промышлен­ных зданий наибольшую повреждаемость имеют подкрановые конструкции, в особенности там, где работают краны с режимны­ми группами 7К и 8К. Для сварочных под­крановых балок главным типом поврежде­ния являются трещины поясных швов верх­него пояса. Среди конструкций промышлен­ных зданий второе место по повреждаемо­сти занимают фермы покрытий. Дефекты и повреждения этих элементов возникают как во время изготовления и монтажа кон­струкций, так и во время их использования.
 
Не лучшая ситуация сложилась и в облас­ти эксплуатации мостов. Поданным экспер­тов Транспортной академии Украины (Н.Страхов, В.Голубев, П.Ковалев и др.), в нашей стране эксплуатируются свыше 28 тыс. мостов, за которыми, по большей ча­сти, не осуществляется надлежащий уход. При этом в городах и поселках 83% мостов и путепроводов не отвечают требованиям современных норм относительно габаритов и грузоподъемности. А техническое состоя­ние украинских автодорожных мостов в це­лом может быть признано как неудовлетво­рительное, что представляет потенциальную угрозу для нормального функционирования единой транспортной системы государства.
 
В Украине также эксплуатируется около10,5 млн.т металлических листовых конструкций, что составляет 30% от их общего количества. Значительную часть из них со­ставляют конструкции стальных резервуа­ров, 74% которых находятся в эксплуатации свыше 20 лет (т.е. с превышением норма­тивного срока службы), а 40% используют­ся более чем 30 лет. По результатам иссле­дования этой проблемы, проведенного Е.Егоровым, выяснилось, что общий физи­ческий износ резервуарного парка дости­гает 30-35%. В данной связи необходимо особо отметить, что возможная авария большого резервуара обычно ведет и к раз­рушению соседних листовых конструкций, как это, например, случилось во время раз­рушения резервуара №3 на Одесской неф­тебазе, когда значительные повреждения получили также и резервуары №2, 4 и 5.
 
Более трети другого вида конструкций – электросетевых – также исчерпали свой ре­сурс, или он близок к этому, указывают еще одни эксперты. Так, почти половина отказов опор воздушных линий (47%) вызвана дей­ствием нагрузок от гололеда и ветра, кото­рые превышают расчетные. Типичным и мас­совым повреждением металлических опор и порталов является интенсивный коррози­онный износ узла опирания на фундамент. Такие повреждения сопровождаются мест­ной коррозией стояков, плит и анкеров.
 
Среди надшахтных сооружений значи­тельным уровнем износа и аварийности вы­деляются мосты транспортных галерей, ко­пры, бункера. Они являются частью техноло­гической системы транспортирования, хранения и погрузки готовой продукции на предприятиях угольной индустрии, которые по степени техногенной опасности занима­ют одно из первых мест в отечественной промышленности.
 
Таким образом, можно сделать вывод, что сокращение фонда металлических кон­струкций происходит по ряду факторов. Во-первых, конструкции в условиях эксплуа­тации испытывают физический износ и на­капливают усталость от переменных нагру­зок. Во-вторых, сегодня около 50% металлофонда зданий и сооружений различных отраслей промышленности и сельского хо­зяйства работают в условиях средне- и сильно агрессивных влияний, что приводит к коррозионному износу стальных кон­струкций. В-третьих, техногенные явления, неправильная эксплуатация чаще приво­дят к возникновению аварий и отказов эле­ментов конструкций. В-четвертых, как от­дельные конструктивные элементы, так и отдельные здания и сооружения переста­ют отвечать своему функциональному на­значению – морально устаревают и требу­ют реконструкции.
 
Восстановление металлофонда и перспективы его развития
 
Анализ изготовления конструкций по го­дам показывает, что до 2000г. в Украине наблюдалась стойкая тенденция к сниже­нию объема производства металлокон­струкций, несмотря на наличие производ­ственной базы и квалифицированных кад­ров. Так, если в 1990г. было выработано 376,6 тыс.т стальных строительных кон­струкций, то в 1995г. этот показатель сни­зился до 85,2 тыс.т, а в 2000г. составил только 21,1 тыс.т.
 
Не менее удручающая картина наблюда­лась в области производства легких метал­лических конструкций. При потенциальных возможностях ежегодного выпуска около 80 тыс.т профилированного настила и 3,2 млн.кв.м панелей покрытия и стен в 1998г., к примеру, было выработано лишь 950 т и 5 тыс.кв.м, что составило соответ­ственно 1,18% и 0,15% общего потенциа­ла. Как видим, существующие в те време­на экономические условия в Украине непо­средственно отражались на состоянии дел в отрасли.
 
Посткризисный рост в сфере изготовле­ния строительных металлоконструкций был зафиксирован только в 2001г. А уже в 2003г. было изготовлено свыше 70 тыс.т строительных стальных конструкций, а в 2004г. – свыше 100 тыс.т, в 2005г. -120-130 тыс.т (по оценкам различных экс­пертов).
 
Нынешний потенциал наиболее круп­ных заводов металлоконструкций, входя­щих в государственную корпорацию «Укрмонтажспецстрой», а это – Днепро­петровский ЗМК им. Бабушкина, Жито­мирский ЗОК, Запорожский ЗМК, Донец­кий ЗМК (ОАО «Конструкция»), Каменец-Подольский завод «Модуль», Макеевский ЗМК, Краматорский ЗМК, Житомирский ЗМК (ОАО «Ворд»), позволяет ежегодно вырабатывать по 400-450 тыс.т металлоконструкций различного назначения. При этом на базе Житомирского ЗОК, Ка­менец-Подольского завода и Краматор­ского ЗМК создана практически новая подотрасль строительных металлокон­струкций, ориентированная на производ­ство эффективных дорожных ограждений, которые могут конкурировать с лучшими мировыми аналогами. Ныне этими заво­дами изготовляется свыше 470 тыс.кв.м ограждающих конструкций в год и наблю­дается тенденция к увеличению спроса на их продукцию.
 
В целом же анализ структуры и тенден­ций развития украинского рынка строитель­ных металлоконструкций показывает, что наиболее перспективным является изготов­ление легких металлических конструкций для строительства быстромонтируемых зда­ний, стальных конструкций для модерниза­ции тяжелой промышленности Украины и металлоконструкций для малых архитек­турных форм.
 
 
Без бумажной опоры
 
Отсутствие документов, которые регламентируют правила эксплуатации конструкций для широкого класса зданий и сооружений, в значительной мере влияет на решение проблемы их безаварийной эксплуатации
 
Законодательное обеспечение. Конт­роль над обеспечением безаварийной экс­плуатации основных фондов производ­ственных и гражданских зданий, инженер­ных сооружений и коммуникаций должен быть одним из основных направлений де­ятельности надзорных органов централь­ной и местной власти, страховых компа­ний, владельцев сооружений и предпри­ятий. Однако эту работу, к сожалению, не проводит ни одно из ведомств, которым поручено выполнять соответствующие по­становления КМУ от 05.05.1997г. №409 и от 22.08.2000г. №1313.
 
В феврале 2002г. проблемы безопасного использования металлоконструкций были затронуты на заседании Межведомствен­ной комиссией по вопросам научно-техно­логической безопасности при СНБО Украи­ны. Рассмотрев комплекс вопросов по те­ме, комиссия тогда отметила, что техничес­кое состояние сооружений и конструкций, технологического оснащения и оборудова­ния достигло критического предела. Ресурс значительной части конструкций, сооруже­ний и оснащения, в том числе опасных объ­ектов, близок к исчерпанию.
 
В результате был определен комплекс ме­роприятий, среди которых значилась и раз­работка КМУ с участием НАН Украины госу­дарственной научно-технической програм­мы обеспечения научно-технологической безопасности основных отраслей хозяйства Украины. Данная программа под названи­ем «Ресурс» была утверждена постановле­нием КМУ от 8.10.2004г. №1331 и предус­матривала создание ряда законодательных актов, которые должны охватывать всех участников и все звенья процесса обеспе­чения безаварийной эксплуатации – от при­нятия решения о создании предприятия до его ликвидации (вывода из эксплуатации). Однако это положение программы так и ос­талось на уровне декларации – по состоя­нию на сегодня подобная законодательная база в Украине попросту отсутствует.
 
Позже в мае 2005г. та же Межведом­ственная комиссия при СНБО Украины рас­смотрела вопрос «О техническом состоянии мостов и транспортных сооружений Украи­ны» и приняла решение обратиться к Прези­денту Украины с предложениями следующе­го характера. Во-первых, относительно об­разования Государственной инспекции мо­стов. Во-вторых – по поводу разработки Го­сударственной программы надзора, эксплуатации и реконструкции мостов и транс­портных сооружений Украины на 2006-2010гг. с целью обеспечения их эксплуата­ционной надежности и долговечности.
 
Нормативное обеспечение. Сейчас в Украине в области проектирования, изго­товления и монтажа строительных конструк­ций действуют нормативные документы Ук­раины (государственные строительные нор­мы – ГСН, ведомственные строительные нормы – ВСН и технические условия). Ха­рактерным является то обстоятельство, что в области проектирования строительных конструкций (и строительных стальных в ча­стности) в Украине действуют нормативные документы бывшего СССР. Здесь следует от­метить четыре основных документа:
 
-         ГОСТ 27751-88 «Надежность строитель­ных конструкций и оснований. Основные положения по расчету»;
-         СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздей­ствия»;
-         СНиП ІІ-23-81* «Стальные конструкции. Нормы проектирования»;
-         СНиП 2.03.06-85 «Алюминиевые кон­струкции».
 
В области изготовления и монтажа дей­ствуют СНиП ІІІ-18-75 «Правила производ­ства и приемки работ. Металлические кон­струкции».
 
Таким образом, весь «жизненный цикл» конструкции от принятия основных решений до ее возведения включительно регла­ментируется документами бывшего СССР. Необходимо указать, что требования этих документов в целом являются доста­точно обоснованными, но тем не менее практически все они требуют корректиро­вания относительно более детального уче­та условий Украины.
 
На их замену ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н. Шимановского» раз­рабатывает новые нормативные докумен­ты, максимально гармонизированные с нормативными документами ЕС, а именно:
 
-         ГСН «Нагрузки воздействия. Нормы про­ектирования»;
-         ГСТУ «Прогибы и перемещения. Требова­ния проектирования»;
-         ГСН «Система обеспечения надежности и безопасности строительных объектов. Общие принципы обеспечения надежнос­ти и безопасности зданий, сооружений, строительных конструкций и фундаментов»;
-         ГСН «Стальные конструкции. Нормы про­ектирования»;
-         ГСН «Алюминиевые конструкции. Нормы проектирования»;
-         ГСН «Деревянные конструкции. Нормы проектирования».
 
Первые два документа из названных бу­дут введены в действие во ІІ квартале 2006г.; третий и четвертый – во ІІ квартале 2007г., последние – во ІІ квартале 2008г.
 
В последние годы на базе трех украинских заводов металлоконструкций создана практически новая подотрасль, ориентированная на производство дорожных ограждений. Эти предприятия уже производят около 500 тыс.кв.м этой продукции в год, притом, что на рынке наблюдается устойчивая тенденция к увеличению спроса на дорожные ограждения.
 
«Рейтинг повреждаемости» ферм покрытия по основным промышленным отраслям, где применяются эти конструкции
Отрасль промышленности
Количество объектов
Количество ферм
 
 
всего, шт.
с дефектами и повреждениями
 
 
 
шт.
%
Машиностроение
15
1074
419
39,0
Черная металлургия
18
1170
463
39,6
Цветная металлургия
4
336
117
34,8
Судостроение
6
243
101
41,5
Энергетика
3
262
84
32,1
Всего
46
3085
1184
38,4
Источник: По данным ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н.Шимановского»
 
Возрастная структура фонда металлоконструкций с разбивкой по основным их типам и массе
Сфера применения конструкций
Металлоконструкции, тыс.т, возрастом
 
До 10 лет
от 10 до
20 лет
от 20 до
30 лет
от 30 до
40 лет
от 40 до
50 лет
от 50 до
60 лет
Более
60 лет
1. Конструкции промышленных зданий
347
5607
6103
171
1687
496
198
2. Каркасы других зданий
12
194
212
6
58
17
7
3. Конструкции доменных цехов
44
716
780
22
216
63
25
4. Эстакады и галереи
14
221
241
7
67
20
8
5. Бункеры, силосы, градирни
15
240
261
7
72
21
8
6. Трубопроводы (без магистральных)
40
649
706
20
195
57
23
7. Резервуары и газгольдеры
84
1356
1476
41
408
120
48
8. Опоры сетей электропередачи
57
927
1009
28
279
82
33
9. Конструкции гидротехнических
сооружений
10
167
182
5
50
15
6
10. Башни и мачты
10
156
170
5
47
14
6
11. Мосты
16
251
273
8
75
22
9
12. Другие сооружения
46
748
814
23
225
66
26
Источник: По данным ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н.Шимановского»
 
Техническое состояние украинских мостов
Мосты
Количество, шт.
Протяженность, км
Требуют капитального ремонта или реконструкции, %
Не отвечают требованиям СНиП 2.05.84,
%
Всего
4272
199,7
13,2
59,0
Автодорожные
2163
97,2
18,7
67,0
Путепроводы
388
50,1
3,3
64,0
Пешеходные
1159
52,4
Данных нет
Данных нет
Источник: По данным ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция им. В.Н.Шимановского»

Добавить комментарий