Обследование башни в Брединском районе

Проведены обследование и оценка технического состояния металлоконструкций башни высотой H=30 м, расположенной в пос. Андреевский, Брединский район, Челябинская область.
Заключение составлено по результатам оценки технического состояния металлоконструкций башни с целью определения возможности установки дополнительного оборудования ОАО «МТС».

В комплексе работ по оценке технического состояния строительных конструкций нашими специалистами были выполнены следующие мероприятия:
- сбор и анализ исходных данных;
- визуальное обследование металлоконструкций, доступных для обзора, с проведением необходимых замеров и сечений;
- измерение твердости стали конструкции неразрушающим методом;
- фотографирование;
- составление перечня установленного на башне оборудования;
- оценка предоставленной документации;
- поверочные расчёты несущих конструкций башни;
- составление данного «Заключения».

Ствол башни представляет собой четырехгранную пространственную конструкцию в виде четырехгранной призмы, имеющей в основании квадрат со сторонами 7500х7500 мм и 2150х2150 на вершине.
Общая высота башни 30,0 м.
Для подъема на опору предусмотрены лестницы – стремянки. На момент обследования на башне установлены:
- 16 антенн БС;
- 3 напольных антенны;
- 7 антенн РРС.
Для подъема кабелей смонтирован антенно-фидерный тракт, расположенный снаружи ствола.
Для размещения оборудования на башне предусмотрены выносные площадки, расположенные на отм. +8,135 м, +21.410 м, +30.0 м
Время строительства и дата введения сооружения в эксплуатацию не определены.
Документация на сооружение заказчиком предоставлена в виде:
- Техническое задание на проведение обследования;
- Заключение шифр по результатам поверочных расчетов металлоконструкций, выполненное в 2008 году.
- Заключение шифр о возможности установки дополнительного оборудования, выполненное в 2011 году.
Акты освидетельствования скрытых работ и исполнительные схемы геодезической съёмки смонтированных конструкций, а также акт о приёмке в эксплуатацию законченного строительством объекта отсутствуют или не предоставлены.
Конструкцию фундаментов башни определить невозможно, ввиду отсутствия шурфования.
Конструктивно башня выполнена в виде пространственной решетчатой конструкции, состоящей из четырех поясов, расположенных по граням башни и соединенных крестовой решеткой. Для обеспечения крутильной жесткости башни смонтированы диафрагмы жёсткости. Все элементы несущих конструкций башни выполнены из прокатного углового профиля. Заводские соединения конструкции башни сварные, монтажные – на болтах. Монтажные соединения поясов башни выполнены на стыковых накладках. Башня по высоте состоит из трех секций 12,490 м, 13,400 м, 10,580 м, 8,010 м соответственно. По высоте башни предусмотрено 6 диафрагм.
На конструкции башни планируется закрепить следующее оборудование:
- 3 антенны БС «Powerwave» 7228.18, весом 16,8 кг каждая, на отм. +30,5 м;
- 3 антенны БС «Kathrein» 742 215, весом 7,5 кг каждая, на отм. +24,0 м;
- 3 радио модуля RRUS 01, весом 20,0 кг каждая, на отм. +30,0 м;
- 3 волоконно-оптических кабеля Ø8 мм, весом 0,3 кг каждый;
- 3 кабеля питания МСМК 2*16+16 Ø22 мм, весом 0,5 кг каждый;
- Антенна РРС Ø1,2 м, весом 64,0 кг, на отм. +29,5 м;
- 2 коаксиальных кабеля 8D-FB длиной 15 м, весом 0,35 кг каждый.

Ведомость дефектов

Дефекты 1-е фото:
1. Отсутствует анкерный болт.
2. Неплотное опирание базы.
3. Разрушение защитного слоя бетона фундамента с оголением арматуры.

Дефекты 2-е фото:
1. Изгиб анкерного болта.
2. Отсутствие затяжки анкерного болта.
3. Неплотное опирание базы на фундамент.

Фундамент башни предположительной монолитный стаканного типа.
Размеры башни, прямоугольной в плане, составляют 5500х3500 мм по обушкам уголков поясов у основания и 1200х1200 мм в верхней части.
Пояса башни (П1, П2) переменного сечения по высоте: выполнены из одиночных прокатных равнополочных уголков L140х10 (с отм. +0,000 м до отм. +7,710 м), L125х8 (с отм. +7,710 м до отм. +30,0 м).
Раскосы решетки (Р1, Р2, Р3, Р4) выполнены из одиночных прокатных равнополочных уголков L110х8, L90х6, L70х5 L80х8 соответственно, выполненных по ГОСТ 8509-93.
Распорки решетки (РС1, РС2) выполнены из одиночных прокатных равнополочных уголков L90х6, L70х5 соответственно, выполненных по ГОСТ 8509-93.
Диафрагмы выполнены из стальных прокатных равнополочных уголков L90х6 и L70х5 по ГОСТ 8509-93.
Конструкции башни имеют дефекты и повреждения различного характера:
- множественные нарушения опирания баз на фундаменты (отсутствие затяжек, зазоры под опорной плитой базы, смещение плиты базы с фундамента на величину до 120 мм, частичное отсутствие анкерных болтов, погибы анкерных болтов);
- местные погибы раскосов на величину до 30 мм.

Поверочные расчеты

Фактически действующие нагрузки на несущие конструкции определены на основании натурного обследования, исходной документации и задания на размещения проектируемого оборудования.
В соответствии со СНиП 2.01.07-85* определены следующие нагрузки, действующие на строительные конструкции обследуемого здания:
- ветровая нагрузка (нормативное значение 30 кг/м2 в соответствии со СНиП 2.01.0785*).
Коэффициент надёжности по нагрузкам γс принят в соответствии со СНиП 2.01.0785*, за исключением нагрузок от собственного веса строительных конструкций.
Коэффициент надёжности по нагрузке от собственного веса конструкций в соответствии с указаниями п. 9.4 СП 13-102-2003 принят γf=1,1.
Коэффициент надежности по назначению здания принят 1,0 (Технический регламент о безопасности зданий и сооружений от 30.12.2009 г.).
Согласно СНиП 2.01.07-85* нагрузка от оборудования классифицируется как временная длительно действующая.

Расчёт несущего каркаса выполнен в программном комплексе «ЛИРА-САПР 2013». Расчётная схема представляет собой пространственную конструкцию, в которой были учтены дополнения в нагрузках, внесенные в процессе эксплуатации.

Расчетная схема с маркировкой жесткостей элементов

Таблица жесткостей

Диаграмма процента использования несущей способности элементов башни по I предельному состоянию

Диаграмма процента использования несущей способности элементов башни по II предельному состоянию

Диаграмма процента использования несущей способности элементов башни при проверке на местную устойчивость

Горизонтальное перемещение от ветровой нагрузки (при расчете «на ребро»).

Относительное горизонтальное отклонение башни от действия нормативной ветровой нагрузки составляет 65,7/30000=1/457 и не превышает допустимого значения равного [Нбашни/100=1/300].

Согласно результатам поверочных расчетов выявлено, что фактически действующие нагрузки превышают предельно допустимые.
Процент использования по I предельному состоянию составляет 20,2%.
Процент использования по II предельному состоянию составляет 94,8%. Процент использования по местной устойчивости составляет 67,7%.
Предельное горизонтальное отклонение башни от ветровой нагрузки находится в допустимых значениях.