Каменные и армокаменные конструкции

Данные о характерных дефектах и повреждениях каменных конструкций приводятся в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Вид повреждения	Схема повреждения	Причина повреждения	Мероприятия по устранению дефектов и повреждений
Раздробле-ние кладки, короткие трещины, скалывание кладки под опорами балки	I-стена; 2-несущая балка; 3-короткие трещины под опорой балки	Местное смятие кладки из-за перегрузки, отсутствие опорной подушки малого опирания балок	Усиление кладки под опорными балками
Вертикаль-ная трещина в стене сопряжение продольной стены с поперечной	I-продольная стена; 2-поперечная стена; 3- трещина в месте сопряжения стен	Разная загруженность стен (например, продольные стены – самонесущие, поперечные – несущие). Температурно-влажностные деформации	Усиление места сопряжения стен, заделка трещин
Продолжение табл. 4.5
Вид повреждения	Схема повреждения	Причина повреждения	Мероприятия по устранению дефектов и повреждений
Вертикальная трещина в месте примыкания пилястры к стене	I-стена; 2-пилястра; 3-несущая балка; 4- трещина в вертикальной части пилястры	Различная де- формативность кладки разгруженной стены и пилястры. Отсутствие связи пилястры со стеной	Усиление пилястры. Установление связей пилястры со стеной
Горизон-тальная трещина	1-стена; 2-горизонтальная трещина	Отрыв нижележащего участка стены вследствие местных деформаций грунтов основания. Сдвиг кладки вследствие увеличения горизонтальных нагрузок. Расслоение кладки	Усиление стены, заделка трещин
Продолжение табл. 4.5
Вид повреждения	Схема повреждения	Причина повреждения	Мероприятия по устранению дефектов и повреждений
Трещина вдоль арматуры с выпучива-нием кладки	I-стена, армированная продольной и поперечной арматурой; 2- арматура; 3- давление продукта коррозии арматуры; 4- трещины вдоль арматуры; 5-выпучивающиеся слои кладки	Коррозия арматуры вследствие воздействия агрессивных сред	Защита арматуры от коррозии. Усиление стен
Отслоение облицовки	I-стена; 2- отслоившиеся участки облицовки наружных стен	Различная де-формативность облицовки и кладки (олсобенно выполнение в зимнее время). Давление ново-образований под облицовкой (соли, лед)	Крепление облицовки, заделка трещин усиление стены. Защита от воздействия агрессивных сред
Выветрива-ние кладки, выпадение отдельных камней	I-стена; 2- выветривание кладки и выпадение отдельных камней в нижней части стены	Попеременное замораживание-оттаивание водонасыщенной кладки	Устранение замачивание кладки. Заделка поврежденных участков. Усиление стен
Окончание табл. 4.5
Вид повреждения	Схема повреждения	Причина повреждения	Мероприятия по устранению дефектов и повреждений
Шелушение поверхности, замачивание кладки	1-стена; 2-замачивание нижнего участка стены, шелушение поверхностей стены	Воздействие грунтовой сырости, химически агрессивных сред	Восстановление вертикальной и горизонтальной гидроизоляции стен

Таблица 4.6

Оценка степени повреждения каменных конструкций

Степень повреждения	Снижение несущей способности, %	Характерные виды повреждения	Рекомендации по устранению повреждений
Слабая	До 15	Размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовки на глубину до 15 % толщины. Огневое повреждение кладки стен и столбов при пожаре на глубину не более 0,5 см (без учета штукатурки). Вертикальные и косые трещины (независимо от длины и величины раскрытия), пересекающие не более двух рядов кладки	Поверочный расчет несущей способности конструкций. Временных усилений не производить, если расчетами подтверждена достаточная их несущая способность
Продолжение табл.4.6
Степень повреждения	Снижение несущей способности, %	Характерные виды повреждения	Рекомендации по устранению повреждений
Средняя	До 25	Размораживание и выветривание кладки, отслоение облицовки на глубину до 25 % толщины. Вертикальные и косые трещины в несущих стенах и столбах на высоту не более четырех рядов кладки. Наклоны и выпучивания стен и фундаментов в пределах этажа не более чем 1/6 их толщины. Образование вертикальных трещин между продольными и поперечными стенами: разрывы или выдергивание отдельных стальных связей и анкеров крепления стен к колоннам и перекрытиям. Местные (краевые) повреждения кладки на глубину до 2 см под опорами ферм, балок, прогонов и перемычек в виде трещин и лещадок, пересекающие не более двух рядов кладки. Смещение плит перекрытия на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см. Огневое повреждение при пожаре кладки армированные и неармированных стен и столбов на глубину до 2-х см (без штукатурки)	Поверочный расчет несущей способности конструкций. При временном усиление-установка дополнительных стоек, упоров, стяжек, расчалок. Восстановление поврежденных участков, заделка трещин.
Сильная	До 50%	Большие обвалы в стенах. Выветривание и размораживание кладки на глубину до 40% толщины. Вертикальные и косые трещины (исключая температурные и осадочные) в несущих стенах и столбах на высоту не более восьми рядов кладки. Наклоны и выпучивания стен и в пределах этажа на 1/3 и более. Смещение (сдвиг) стен, столбов и фундаментов по горизонтальным швам или косой штрабе. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивания стальных связей и анкеров крепящих стен к колоннам и перекрытиям. Повреждение кладки по опорам ферм, балок и перемычек в виде трещин, раздробления камня или смещение рядов кладки по горизонтальным швам на глубину не более 2 см, образование вертикальных и косых трещин, пересекающие до четырех рядов кладки. Смещение плит перекрытий на опорах более 1/5 глубину заделки в стене. Огневое повреждение кладки стен и столбов при пожаре достигает 5-6 см.	Капитальное восстановление возводится по проекту. При временном усилении- установка дополнительных стоек, упоров, стяжек
Полная	Свыше 50 или при полной потери несущей способности конструкции	Разрушение отдельных конструкций и частей здания. Выветривание и размораживание кладки на глубину 50 % толщины стены и более	Конструкция подлежит разборке. Ограждение зоны аварийных конструкций

Окончание табл.4.6

1. На деформации кладки (трещины), появившиеся в результате неравномерных осадок фундаментов, деформаций грунтового основания.

2. На деформации и повреждения, появившиеся в результате влияния температурных и динамических воздействий (трещины в кладке по осям колонн, сколы кирпича, повреждения опорных узлов перемычек, балок, и др.).

3. На разрушения и отслаивания кирпича и раствора с наружной стороны кирпичных стен, выколы, мокрые пятна и замачивание стен из-за неудовлетворительного отвода воды с кровли.

4. На разрушения цокольной части стен, вследствие замачивания и размораживания, нарушения гидроизоляции.

При обследовании зданий с деформированными стенами ведутся наблюдения за развитием трещин. Необходимо произвести картирование трещин на схемах развёртки фундаментов, стен перекрытий, сделать зарисовки и фотографирование. Скорость развития трещин контролируется при помощи маяков по результатам наблюдения за их состоянием. Маяки изготавливаются из гипса, цемента и стекла. Маяки устанавливаются на каменной стене, очищенной от облицовочного слоя, не менее двух на каждой трещине: один в месте наибольшего раскрытия трещины, другой - в её конце. Места расположения трещин и маяков указываются на обмерных чертежах стены; на маяках и чертежах ставятся номера маяков и даты их установки. Наблюдения за маяками ведутся в течение длительного периода. Осматриваются маяки через неделю после установки, а затем ежемесячно. При интенсивном развитии трещин маяки осматриваются ежедневно.

Проверку прочности материала кирпичных стен производят на отобранных образцах кирпича и раствора в лаборатории.

Оценка технического состояния каменных и армокаменных конструкций производится согласно требованями [23].

Металлические конструкции

Качество изготовления и монтажа стальных конструкций, а также правила их технической эксплуатации регламентируются СНиП, ГОСТ и отраслевыми документами. Однако в результате несовершенства норм и ошибок проектирования, низкого качества работ по изготовлению и монтажу конструкций, нарушений правил технической эксплуатации в конструкциях появляются отклонения от проектных размеров, формы и качества сверх допускаемых пределов. Несовершенства, полученные конструкцией на стадии изготовления и монтажа, называются дефектами. Несовершенства, полученные в процессе эксплуатации, — повреждениями. Очагами развития повреждений часто являются дефекты изготовления и монтажа. Дефекты характеризуют начальное состояние конструкций. Повреждения возникают и развиваются во времени и зависят от срока эксплуатации и интенсивности воздействий. В зависимости от вызывающих их воздействий они могут быть разделены: 1) на силовые (механические) — разрывы, трещины, потеря устойчивости, искривления и местные погибы, расстройство соединений, абразивный износ и т.п.; 2) температурные — коробление и разрушение элементов при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах, повреждения защитных покрытий при нагреве; 3) химические и электрохимические — коррозия металла и разрушение защитных покрытий.

Повреждения от силовых воздействий возникают в результате несоответствия расчетных предпосылок действительным условиям работы конструкций и вызываются:

- ошибками проектирования, связанными с неправильным определением нагрузок и внутренних усилий и подбором сечения элементов и узлов;

- отличием фактического напряженного состояния от расчетного вследствие неизбежного упрощения и идеализации расчетной схемы конструкции, ее элементов, узлов и действующих нагрузок, а также недостаточной изученности действительной работы конструкций и характера воздействий;

- пониженными прочностными характеристиками основного и наплавленного металла, дефектами, приводящими к концентрации напряжений и способствующими усталостному и хрупкому разрушению;

- произвольным изменением сечений элементов, размеров сварных швов, количества заклепок и болтов при изготовлении и монтаже по сравнению с проектным;

- недопустимой перегрузкой конструкций при эксплуатации;

- нарушениями при монтаже и эксплуатации взаимного расположения конструкций (смещение прогонов, эксцентриситет и перепады в стыках подкрановых рельсов и т.п.), которые приводят к появлению дополнительных, не учитываемых расчетом, нагрузок и динамических воздействий;

- нарушениями правил технической эксплуатации: ударами транспортируемых грузов, использованием конструкций для подвески блоков и опирания домкратов, подъема и перемещения грузов при ремонтах без соответствующего расчета и необходимого усиления, вырезкой отверстий в элементах конструкций для пропуска коммуникаций, удалением связевых элементов и т.д.

Нередко повреждения от силовых воздействий связаны с неудачным конструктивным решением узлов.

Для конструкций, подвергающихся действию подвижных динамических нагрузок — подкрановых балок (особенно при кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов работы), балок рабочих площадок, расположенных под путями железнодорожного транспорта, завалочных машин - характерны усталостные повреждения. Последние проявляются в виде трещин в основном металле, сварных швах и околошовной зоне и в расстройстве болтовых и заклепочных соединений.

Значительные повреждения металлических конструкций возникают при нарушении правил технической эксплуатации зданий и сооружений.

Повреждениям от температурных воздействий в наибольшей степени подвержены элементы, расположенные вблизи источников тепловыделений. В горячих цехах при изменении температуры появляются значительные температурные перемещения, приводящие к отклонению конструкций от проектного положения. При наличии связей, которые препятствуют свободным перемещениям, в элементах конструкций возникают дополнительные напряжения, имеющие циклический характер. При определенных условиях эти напряжения могут привести к искривлению элементов или появлению трещин. При нагреве стальных конструкций до 100 °С разрушается защитное покрытие, при 300-400 °С происходит короб-ление элементов, особенно тонкостенных.

Нарушения правил эксплуатации оборудования и возникновение аварийных ситуаций могут привести к проливам расплавленного металла, короблению и пережогу элементов перекрытий и нижних частей колонн.

Повреждения от действия низких температур возникают, как правило, в открытых сооружениях и неотапливаемых зданиях. К таким повреждениям относятся хрупкие трещины в местах концентрации напряжений (сварные швы, резкие изменения сечений, фасонки ферм и т.д.). Особенно подвержены хрупким разрушениям конструкции, выполненные из кипящих сталей. Большую опасность для конструкций представляет резкое охлаждение элементов и возникновение "теплового удара".

Повреждения от действия агрессивных сред проявляются в виде разрушения защитных покрытий и коррозии металла. Интенсивность коррозионных повреждений, измеряемая скоростью (мм в год) проникания коррозии по толщине элемента и относительной площадью участков, пораженных коррозией, зависит от степени агрессивности эксплуатационной среды, материала конструкций (марки стали), конструктивной формы элементов, системы и качества нанесения противокоррозионной защиты, а также соблюдения правил технической эксплуатации (своевременная ликвидация протечек кровли, трубопроводов, контроль за герметичностью оборудования и т.д.). Дефекты и повреждения противокоррозионной защиты проявляются в виде шелушения, отслаивания, пор, трещин и других нарушений защитных свойств.

Повреждения металла возникают вследствие химической и электрохимической коррозии. Для стальных конструкций производственных зданий характерна электрохимическая коррозия. Коррозионные повреждения металла разделяются на общие равномерные или неравномерные по площади поверхности и местные в виде отдельных питингов, язв, сквозных поражений. Местные коррозионные поражения возникают при локальных воздействиях, например при протечках кровли, нарушении герметичности трубопроводов и т.д. Если общая поверхностная коррозия приводит к уменьшению площади поперечного сечения элементов и повышению уровня напряжений, то местная коррозия не только ослабляет сечение, но и повышает концентрацию напряжений, что может привести к хрупкому разрушению конструкций.

По виду дефекты и повреждения металлических конструкций могут быть разделены на следующие группы:

1 группа - ослабление поперечного сечения или отсутствие элемента. К этой группе относятся такие дефекты и повреждения, как вырез элемента или части сечения, отсутствие элемента, предусмотренного проектом, абразивный износ, уменьшение сечения по сравнению с проектом в результате замены при изготовлении, монтаже или эксплуатации. В качестве измерителя дефектов и повреждений 1-й группы можно принять отношение площади ослабленного сечения к проектной;

2 группа - трещины в основном металле. Для продольных измерителем служит длина трещины, для поперечных — отношение длины трещины к ширине элемента или отношение площади сечения, ослабленного трещиной, к нормальной в процентах;

3 группа— трещины в сварном шве, которые имеют измеритель, аналогичный измерителю повреждений 2-й группы;

4 группа — дефекты сварных швов: неполномерность швов, пороки сварки, отсутствие швов. За измеритель дефектов этой группы можно принять степень ослабления шва (отношение фактической и номинальной высоты шва, глубина подреза, отношение длины дефектного участка шва к полной и т.д.);

5 группа — общее искривление элемента по всей длине. Измеритель — прогиб элемента или отношение прогиба к длине;

6 группа —местное искривление на части длины элемента или вмятина. Эта группа повреждений характеризуется величиной и длиной искривленного участка;

7 группа — ослабление или отсутствие болтов или заклепок. Измеритель — отношение ослабленных болтов к общему их количеству в соединении;

8 группа — дефекты болтовых и заклепочных соединений, такие как трещиноватость, неполномерность головок, перекос стержня, неплотность пакета и т.д. Измеритель — отношение дефектных заклепок или болтов к их общему количеству;

9 группа — отклонение или смещение конструкций относительно проектного положения. Эти повреждения измеряются величиной смещения или отношением смещения к характерному размеру элемента;

10 группа — взаимное смещение конструкций. К этой группе относятся: расцентровка элементов, внеузловое опирание и т.д. Измеритель — величина взаимного смещения;

11 группа — зазоры в местах сопряжения элементов, которые измеряются величиной зазора;

12 группа — коррозионные повреждения основного и наплавленного металла, характеризуемые глубиной проникания коррозии;

13 группа — повреждения защитного покрытия. Измеряются процентом поврежденной площади покрытия.

Основным типом стропильных конструкций эксплуатируемых промышленных зданий являются фермы с элементами из парных уголков. Наличие тонкостенных гибких стержней, сложная конфигурация сечений, повышенная концентрация напряжений в узлах делает эти конструкции весьма чувствительными к общим и местным перегрузкам, механическим, температурным и коррозионным воздействиям.

Важным фактором, определяющим состояние ферм, является качество их изготовления и монтажа.

Весьма распространенным дефектом изготовления, представляющим серьезную опасность, является также искривление сжатых элементов. Как показали обследования, выполненные на заводах металлических конструкций, до 15 % элементов ферм уже на стадии изготовления имеют искривления, превышающие допустимые по нормам. Основные причины искривления элементов ферм - недостаточная правка проката и влияние сварки при несимметричном наложении швов. Чаще повреждаются средние гибкие элементы решетки. Величина искривлений с увеличением гибкости также растет. Количество элементов, искривленных в плоскости и из плоскости фермы, при изготовлении примерно одинаково .

Искривление элементов ферм приводит к перераспределению дополнительных моментов, увеличиваются прогибы фермы. Особенно опасно искривление сжатых элементов. Как показали исследования, снижение критических напряжений в искривленных стержнях достигает 15—30 %. Известны случаи аварий, вызванных искривлениями сжатых раскосов.

Сварные соединения элементов ферм до недавнего времени выполнялись ручной сваркой и поэтому имели большое количество дефектов, наиболее существенные из которых — неполномерность шва и подрезы. При выполнении швов полуавтоматической сваркой количество дефектов стало значительно меньше.

Неполномерные швы с уменьшенной, по сравнению с проектом, высотой катетов снижают несущую способность узлов. Подрезы, кратеры, неравномерная высота шва повышают концентрацию напряжений и особенно опасны в случае эксплуатации ферм при отрицательной температуре (в неотапливаемых зданиях) и при наличии динамических и вибрационных воздействий (например, подвесных кранов). При изготовлении ферм нередко нарушается указание норм о минимальном (не менее 40 мм) расстоянии между торцами элементов решетки и поясами. В таких фермах в результате возможного при кантовках перегиба фасонок, локализуемого на участках малой длины, отмечались трещины в узлах. Кроме того, при близком расположении швов в фасонках создается поле растягивающих сварочных напряжений, что повышает опасность хрупкого разрушения

Расцентровка элементов ферм в узлах также нередко превышает допуск на изготовление металлических конструкций, особенно при изготовлении ферм в полевых условиях или мастерских. По данным обследования эксцентриситет иногда достигал 20 см. Дополнительные моменты, возникающие в узлах, приводят к изгибу стержней и более раннему развитию пластических деформаций вплоть до образования пластического шарнира. По длине стержня пластические деформации быстро затухают. Если для растянутых элементов ферм даже при значительной расцентровке не происходит заметного снижения несущей способности, то сжатые элементы могут преждевременно потерять устойчивость, кроме того, на участках, примыкающих к узлу, при развитии пластических деформаций возможна местная потеря устойчивости полок.

Наконец, достаточно распространенным дефектом изготовления ферм с элементами из парных уголков является пропуск соединительных прокладок. При отсутствии прокладок или постановке только одной каждый уголок работает раздельно, что при сжатии может привести к более ранней потере устойчивости.

Качество монтажа конструкций покрытий также не всегда соответствует требованиям нормативных документов. В результате небрежной транспортировки, складирования и подачи конструкций к месту монтажа увеличивается число и величина искривлений стержней ферм. Если при изготовлении искривление элементов в плоскости и из плоскости ферм равновероятно, то при монтаже искривления направлены в основном из плоскости ферм.

Из других дефектов монтажа следует отметить пропуск накладок и некачественное выполнение сварных швов в монтажных узлах, отклонение ферм от вертикальной плоскости, смещение узлов ферм относительно осей колонн, внеузловое опирание прогонов и плит. Наиболее серьезны дефекты монтажных узлов.

Для ферм покрытий с восходящим опорным раскосом и передачей опорного давления на уровне нижнего пояса отклонения от вертикальной плоскости практически не сказываются на их работе, поскольку диск кровли препятствует боковым перемещениям. При нисходящем опорном раскосе и передаче давления на уровне верхнего пояса под нагрузкой происходит нарастание отклонений и схема работы фермы изменяется.

Смещение опорных узлов ферм относительно колонны, не влияя на работу ферм, приводит к появлению в колоннах дополнительных моментов, что должно быть учтено при расчете. Внеузловое опирание прогонов и плит вызывает изгиб поясов, в то же время, как показывают результаты исследований, если точка приложения нагрузки не выходит за пределы фасонок, то дополнительные напряжения в поясах невелики и практически не снижают несущую способность ферм.

При креплении ферм к колоннам сбоку частыми дефектами монтажа являются: перекос опорной поверхности фланца фермы и внецентренная передача нагрузки на опорный столик; зазор между фланцем и опорным столиком и "зависание" фермы на монтажных болтах; зазор между фланцем и колонной и малая площадь опирания фланца на опорный столик. Все эти дефекты искажают принятую при расчете схему работы опорного узла и приводят к перенапряжению его элементов. Особенно опасно отсутствие опорного столика и передача опорного давления фермы на колонну через нерасчетные монтажные болты. Это, например, вызвало обрушение ферм на одном из металлургических заводов.

Основными видами повреждений ферм, возникающих при эксплуатации, являются искривления и местные погибы элементов. Как и при изготовлении чаще повреждаются средние гибкие элементы решетки. Большинство искривлений направлено из плоскости ферм. Среди причин, вызывающих искривления и местные погибы элементов при эксплуатации, следует выделить следующие:

- начальные несовершенства (искривления и местные погибы), возникающие при изготовлении и монтаже;

- нарушение правил технической эксплуатации (использование ферм для подвески блоков при ремонте оборудования, крепление коммуникации между узлами и т.д,);

- несоответствие фактической расчетной схемы принятой при проектировании (ужесточение опорных узлов ферм при шарнирной расчетной схеме, внеузловое опирание прогонов и плит, пропуск связей, закрепляющих сжатые пояса из плоскости ферм, и т.д.) ;

- перегрузка ферм;

- температурные воздействия в горячих цехах.

При работе ферм под нагрузкой начальные искривления сжатых элементов увеличиваются, а растянутых — уменьшаются, однако полного их исправления не происходит. Поэтому если при обследовании выявлено, что количество искривленных сжатых и растянутых элементов приблизительно одинаково, то основной причиной их повреждений следует считать низкое качество изготовления и монтажа.

При подвеске блоков и креплении коммуникаций общие искривления часто сопровождаются местными погибами, а на элементах остаются следы крепления тросов. Такие повреждения чаще встречаются в поясах ферм. Жесткость опорного узла ферм (увеличение толщины фланца, обварка узла) при шарнирной расчетной схеме приводит к появлению дополнительного, не учитываемого расчетом опорного момента. Нижний пояс от горизонтальной составляющей оказывается сжатым и при большой гибкости теряет устойчивость. Нередко предусмотренные в проекте распорки по верхним поясам ферм в подфонарном участке пропускаются при монтаже или вырезаются в процессе эксплуатации. В результате увеличивается расчетная длина пояса из плоскости фермы и он может потерять устойчивость.

Перегрузка ферм возникает при возрастании собственного веса покрытия (применение более тяжелых, чем принято в проекте, плит покрытия, увеличение толщины и утяжеление утеплителя и стяжки, наложение дополнительных слоев гидроизоляционного ковра и т.д.); при подвеске дополнительных, не предусмотренных проектом коммуникаций и оборудования, отложении пыли на кровле, больших снегоотложениях, превышающих расчетное значение снеговых нагрузок, и образовании снеговых мешков.

При увеличении нагрузок сжатые элементы, особенно если они имели начальные искривления или погибы, теряют устойчивость, что в конечном счете может привести к обрушению ферм. В растянутых элементах при увеличении нагрузки могут развиться пластические деформации, в результате увеличивается прогиб фермы и перераспределяются усилия в элементах. Однако, как показывают обследования, разрыв растянутых элементов — явление чрезвычайно редкое даже при больших перегрузках, что свидетельствует об определенных запасах их несущей способности. Повреждение и разрушение сварных и клепаных соединений ферм от перегрузок при качественном их изготовлении также бывает крайне редко.

В горячих цехах температура нагрева конструкций покрытия достигает иногда 200-300 °С. В этих условиях при стеснении температурных перемещений в нижних поясах появляются сжимающие усилия, которые превышают критическую силу потери устойчивости. В результате элементы нижнего пояса искривляются и ферма получает большие прогибы.

Трещины в фасонках и стыковых накладках ферм хотя и встречаются редко, тем не менее представляют собой одно из наиболее опасных повреждений. Их появление связано, как правило, с низким качеством материала (применение кипящих сталей, сильно загрязненных вредными примесями), наличием острых концентраторов (дефекты сварных швов, надрезы кромок и т.д.), предварительным пластическим деформированием металла в результате перегибов при кантовке ферм. В этих условиях трещина может возникнуть и при достаточно низких рабочих напряжениях (для кипящих сталей при 4-5 кН/см²). Нередко трещины возникают еще во время изготовления и монтажа ферм. При эксплуатации конструкций при пониженной температуре (ниже критической для данной марки стали) или увеличении нагрузки трещины развиваются и могут привести к обрушению конструкций.

Ослабление болтовых соединений в опорных узлах ферм встречается довольно редко и связано в основном с повышенными динамическими воздействиями кранов. Подстропильные фермы имеют достаточно мощное сечение элементов и повреждаются в значительно меньшей степени, чем стропильные.

Основным видом повреждений прогонов кровли являются остаточные прогибы вызванные перегрузкой покрытий от чрезмерного скопления снега, пыли й превышения собственного веса покрытия по сравнению с проектом. Особенно часты остаточные прогибы в местах перепада высот и у фонарей, т.е. в зонах образования снеговых мешков. Недостаточное раскрепление прогонов (удаление или провисание тяжей по прогонам, отсутствие элементов крепления кровельного настила и т.д.) приводит к искривлению их в плоскости ската.

Для конструкций фонарей наиболее частым повреждением является искривление раскосов стоечных фонарей с нисходящими раскосами. В соответствии с принимаемой расчетной схемой расчет раскосов выполняется в предположении их работы на растяжение. В то же время в нисходящем раскосе при достаточной жесткости его прикрепления в узлах от действия ветровой нагрузки возникает сжимающее усилие, что вызывает потерю их устойчивости.

Массовый характер носят повреждения связей по покрытию, особенно в горячих цехах и в зданиях, где эксплуатируются краны особо тяжелого режима работы. К наиболее частым повреждениям связей относятся искривления и местные погибы, удаление связей для пропуска коммуникаций, ослабление узлов крепления. При этом снижается пространственная жесткость каркаса, увеличивается расчетная длина сжатых поясов ферм, нарушается проектное положение конструкций. Особую опасность вызывает удаление или повреждение распорок по верхним поясам ферм в подфонарных участках, что может привести к потере устойчивости пояса и вызвать обрушение покрытия. При малых зазорах между мостовыми кранами и конструкциями покрытия провисающие связи препятствуют нормальной эксплуатации кранов.

Опасным дефектом является недостаточная площадь опирания плит покрытия на стропильные фермы и прогоны, что может привести к обрушению кровли. К грубым нарушениям требований монтажа относится также отсутствие приварки железобетонных панелей к поясам ферм, так как при этом ухудшаются условия раскрепления поясов и увеличивается их расчетная длина.

Сложная конфигурация сечений, малые толщины проката, зазоры в элементах из парных уголков уменьшают коррозионную стойкость решетчатых элементов покрытия. Повышенная влажность воздуха, наличие агрессивных по отношению к металлу компонентов приводят к развитию равномерной коррозии элементов. Протечки кровли и стенового ограждения, выделение пара или конденсата из-за неисправностей стыков трубопроводов способствуют развитию местных коррозионных поражений. Интенсивные местные коррозионные поражения возникают в опорных узлах стропильных и подстропильных ферм, расположенных вблизи воронок внутренних водостоков, в верхних поясах ферм в местах опирания фонарей и у ендов кровли. Ускорению коррозии способствует скопление пыли на элементах конструкций, особенно в случае ее увлажнения. Наиболее высокая скорость коррозии элементов покрытия отмечается в травильных, гальванических и других производствах, связанных с агрессивными жидкостями, находящимися в открытых емкостях.

Большая площадь поверхности решетчатых конструкций, трудность доступа ко всем элементам, особенно к верхним поясам, затрудняет качественную подготовку и окраску их при эксплуатации. В результате уже через 2-3 года после дополнительной окраски защитные покрытия разрушаются и коррозионный процесс интенсифицируется.

Колонны производственных зданий работают в более благоприятных условиях, чем другие элементы каркаса. Расчет колонн выполняется на совместное действие нескольких нагрузок, и в нормальных условиях эксплуатации усилия в колоннах значительно меньше расчетных. Мощные развитые сечения колонн лучше сопротивляются механическим и коррозионным воздействиям. Преимущественная работа на сжатие и слабое воздействие динамических и вибрационных нагрузок не создают предпосылок для возникновения хрупких разрушений. Как показывают обследования, даже при большом сроке эксплуатации состояние колонн в основном удовлетворительное, а случаев обрушения колонн - не зафиксировано.

Дефекты изготовления (искривления и погибы отдельных элементов, дефекты сварных швов), как правило, незначительны и мало влияют на несущую способность колонн. Более существенны дефекты монтажа, основными из которых являются отклонения от проектного положения (смещение в плане, отклонение от вертикали), искривления колонн и слабая затяжка анкерных болтов. Эти дефекты изменяют расчетную схему колонн, вызывают дополнительные моменты вследствие эксцентричного приложения нагрузки от подкрановых балок и элементов покрытия и могут привести к преждевременной потере устойчивости. Кроме того, отклонение колонн от проектного положения ухудшает работу элементов стенового ограждения и нарушает геометрию подкрановых путей, что может мешать их нормальной эксплуатации.

Повреждения колонн при эксплуатации связаны в основном с нарушениями правил технической эксплуатации. В зонах проездов, складирования, работы кранов колонны часто подвергаются ударам транспортируемыми грузами, магнитными шайбами, грейферами и получают искривления и местные погибы. Особенно повреждаются гибкие элементы решетки и полки подкрановых ветвей. В стенках колонн устраиваются вырезы для пропуска коммуникаций без усиления ослабленных сечений. При опирании подкрановых балок на консоли колонн отмечались случаи обрыва консолей, вызванные усталостным разрушением швов их крепления.

В зданиях, возведенных на просадочных грунтах, наблюдаются значительные осадки и повороты фундаментов, что нарушает положение подкрановых путей и конструкций покрытия и может вызвать повреждение узлов их крепления.

В горячих цехах на колонны действуют значительные температуры, в результате чего в нижних частях колонн вблизи тепловых агрегатов и в зонах складирования горячего металла возникают большие деформации. В зданиях большой длины при установке двух дисков вертикальных связей разрушаются узлы крепления связей, а в элементах связей появляются трещины. Общие коррозионные повреждения колонн сравнительно невелики.

В худших условиях находятся элементы решетки, ребра жесткости и диафрагмы из-за относительной тонкостенности сечения и возможности скопления пыли на горизонтальных поверхностях, что при увлажнении усиливает коррозию.

Значительной местной коррозии подвергаются отдельные узлы и части колонн, особенно в случае соприкосновения их с грунтом, мусором, вблизи ендов и внутренних водостоков с неисправной гидроизоляцией, в местах возможных протечек технических жидкостей и т.д. К таким узлам относятся оголовки колонн, узлы опирания подкрановых балок и особенно базы колонн и узлы крепления вертикальных связей, расположенные ниже отметки пола и необетонированные. Периодическое увлажнение и воздействие агрессивных жидкостей в короткие ср