В зданиях литейных цехов металлургического производства, как правило, устанавливаются краны со значительной грузоподъемностью. Элементы таких зданий испытывают весьма ощутимые нагрузки, в том числе от подкрановых путей. Оценить состояние и определить возможность безопасной их эксплуатации призвано проведение экспертного обследования.

Общей целью обследования технического состояния производственных зданий, их строительных конструкций является выявление степени физического износа, а также причин возникновения дефектов и повреждений, работоспособности конструкций и элементов здания.

Главной задачей обследования зданий и сооружений является установление их пригодности к безопасной эксплуатации, определения необходимости ремонта, восстановления, усиления или ограничения в эксплуатации, как отдельных конструкций, так и зданий в целом, в соответствии с требованиями норм и правил по их безопасной эксплуатации.

Процесс экспертного обследования зданий и сооружений металлургических производств состоит из двух этапов. Сначала проводится предварительное или общее обследование, а затем более детальное обследование и испытание.

Предварительный осмотр здания проводится с целью: определения общего технического состояния конструкций, определением дефектов и повреждений конструкций здания, выявления аварийных конструкций, установления возможности доступа к конструкциям, элементам здания, подлежащим обследованию.

Далее после ознакомления с технической документацией на здание и предварительного его осмотра составляется программа обследования, в соответствии с которой проводится детальное обследование задания, сооружения.

По документации на эксплуатацию здания устанавливаются: данные о технологических нагрузках, в том числе от подъемно-транспортного оборудования; данные об агрессивности среды (по температуре, влажности, уровню грунтовых вод, его изменению во времени, концентрации агрессивных компонентов); сведения о повреждениях, появившихся за время эксплуатации; данные о замене, ремонте и усилении конструкций.

При обследованиях после пожара дополнительно устанавливаются причины и последствия аварии с возгоранием в здании.

В случае выявления на этапе предварительного осмотра аварийных конструкций, комиссия по обследованию должна выдать рекомендации по предотвращению их обрушения.

Если при предварительном осмотре выявляются повреждения, которые являются возможным следствием осадки фундамента или при реконструкции с планируемым увеличением нагрузок на фундаменты, проводятся инженерно-геологические изыскания.

Детальное обследование и испытание здания и сооружений включает:

• изучение документации проектной и исполнительной;
  
• визуальный контроль основных элементов здания;
• сопоставление фактических нагрузок и воздействий с проектными;
• инструментальное обследование элементов здания и сооружения;
• геодезические работы;
  
• при необходимости проводятся геологические и гидрогеологические изыскания;
  
• проведение неразрушающего контроля обследуемых конструкций;
  
• изъятие проб материала для испытаний;
  
• выполнение поверочных расчетов конструкций;
• оценка состояния строительных конструкций и объекта контроля в целом.

Детальное обследование производится с целью сбора окончательных обоснованных сведений для оценки технического состояния строительных конструкций. На основании этого обследования делается выбор конструктивного решения при реконструкции зданий и сооружений, а также усиления дефектных конструкций.

По результатам визуального обследования делаются предварительные выводы о состоянии конструкций, причинах их деформаций и повреждений, корректируются программа и объем работ по инструментальному обследованию. В случае необходимости назначаются мероприятия по предотвращению возможных обрушений.

После выполнения основных этапов обследования здания производятся оценки технического состояния строительных конструкций, которая включает анализ результатов испытаний материалов и конструкций, окончательное определение нагрузок и воздействий, проведение поверочных расчетов несущих конструкций с учетом выявленных в них дефектов.

Результаты детального осмотра, проведения контроля (технической диагностики) элементов здания и сооружения, анализ собранных данных сводятся в Заключение по результатам обследования,
в котором дается оценка безопасности состояния объекта, приводятся рекомендации по дальнейшей эксплуатации, рекомендации по наблюдению за состоянием строительных конструкций, а также, при необходимости, предложения по усилению конструкций здания.

Техническое диагностирование конструкций включает:

- определение фактических размеров сечений конструкций и соединений, их пространственное положение;

- проверку соответствия конструкций проектной документации, фактической геометрической неизменяемости, выявление отклонений, дефектов и повреждений элементов и узлов конструкций с составлением ведомостей дефектов и повреждений;

- уточнение фактических и прогнозируемых нагрузок и воздействий, согласование их с Заказчиком;

- установление фактических физико-механических свойств материалов конструкций;

- при выявлении деформации каркаса здания вследствие вероятных осадок фундаментов к экспертизе владелец здания принимает решение о привлечении специализированной организации, имеющей лицензии по инженерным изысканиям.

Многолетний опыт обследования зданий и сооружений цехов металлургических предприятий (в т.ч. литейных) позволяет отметить, что, помимо причин естественного старения строительных материалов, негативного воздействия на них природных факторов, особенностей геологического строения и его воздействия на фундамент, снеговым, ветровым нагрузкам, которым в той или иной степени подвержено любое производственное здание, значительную роль на образование дефектов оказывают нагрузки и вибрационное воздействие от работы мостовых кранов большой грузоподъемности, а на строительные металлоконструкции значительное воздействие оказывают повышенные температуры в условиях металлургического производства.

Нагрузки от мостовых кранов определяются в зависимости от их режимов работы (по ГОСТ 25546-82*), от вида привода и способа подвеса груза. Краны металлургических цехов, как правило, имеют тяжёлый режим работы 8К. Нагрузки и вибрации при таком режиме работы кранов на подкрановые конструкции и на здание значительные.

Наиболее часто встречающиеся дефекты зданий металлургических цехов, с установленными стационарными мостовыми кранами приведены ниже в соответствии с частотой их возникновения (от большего к меньшему):

Стеновые ограждения:

• трещины в защитном слое стенового покрытия (штукатурке);
• разрушение защитного покрытия кладки;
• деформация стенового ограждения под влиянием внешней нагрузки (выдавливание грунтом).

Колонны:

• разрушение защитного слоя колонн с коррозией и оголением арматуры
• отклонение от вертикали, выгиб;
• трещины продольные и поперечные в колоннах.

Балки перекрытий:

• разрушение защитного слоя балок перекрытия с коррозией и оголением арматуры;
• выкрашивание кусков бетона с оголением арматуры из-за вибрационных нагрузок;
• трещины продольные и поперечные в балках.

Перекрытия:

• разрушение защитного слоя перекрытия с коррозией и оголением арматуры;
• раскрытие швов.

Лестничные марши и площадки

• коррозия стальных элементов лестничных маршей и площадок;
• трещины плит и перекрытий железобетонных лестничных маршей.

Плиты покрытия

• разрушение защитного слоя покрытия с коррозией и оголением арматуры;
• нарушение целостности покрытия;
• раскрытие швов.

По характеру дефекты подразделяются на скрытые, невидимые при внешнем осмотре, и явные. По значимости (опасности) они делятся на три группы:

1. дефекты, которые могут привести к аварии. При обнаружении таких дефектов их надо немедленно устранять;
   
2. дефекты, не угрожающие целостности зданий, но ослабляющие конструкции или снижающие эксплуатационные качества зданий; поэтому они также должны быть устранены. К этой группе относятся дефекты стыков деревянных щитовых и крупнопанельных зданий, промерзание стен и т.п.; 
3. дефекты, которые не приводят к разрушению зданий, но снижают их эксплуатационные качества и требуют дополнительных затрат на эксплуатацию.

Изучение и классификация дефектов зданий и сооружений металлургических цехов, проводимые при их техническом диагностировании, дают возможность обоснованно прогнозировать возможные аварийные ситуации, своевременно принимать меры по локализации или устранению дефектов, а также способствуют предотвращению ошибок при эксплуатации здания.