Из говна и палок⁠⁠

Обратился потенциальный заказчик со следующей проблемой:
У местной фирмы он заказал арочную кровлю-покрытие из тонколистового металла. Монтировал ее он, насколько помню, сам. Уже после монтажа прошел снег, кровля деформировалась и упала. Внешний вид показан на фото:

Как вы понимаете, если бы эту конструкцию просто перегрузило, в мою подборку случай бы не попал. Наибольший интерес представляют конструктивные решения самого здания.

Беглый осмотр показал - все стены этого объекта выполнены из ребристых плит перекрытия. Уже интересно. Место опирания арочного покрытия выполнено из стальной трубы. Все криво-косо, трубу повело, наварена она прямо на арматуре плит (2 фото выше). Помимо стен были еще и колонны:

И тут снова веселье - колонны-то не колонны, а распиленные пополам железобетонные сегментные фермы! Те, у которых верхний пояс имеет очертание дуги окружности. Понятное дело, о стаканных фундаментах под них говорить не приходилось. А на последнем фото показаны перегородки - из чего же они?

Перегородки тоже прикольные - из железобетонных панелей толщиной 3 - 5 см и армированных проволочной сеткой. Так понимаю, что были использованы какие-то вкладыши для заборов. И все примененные единичные конструкции выглядят как бывшие в употреблении и откуда-то демонтированные.

Теперь вернемся к ситуации с обрушением. Как она могла возникнуть? Разберем 2 фактора.

Первый - способ статической работы арочной конструкции. Она может покрывать большие пролеты без постановки промежуточных опор, при этом размеры сечения будут относительно невелики. Однако есть и минус - арка генерирует достаточно сильные опорные усилия, что требует серьезной подготовки опорных участков. Принцип работы арки я объяснял студентам через грецкий орех - попытайтесь пальцами сломать его приложив усилия в первом случае к месту стыка скорлупок, а во втором случае - к самой скорлупке (аналогично силе F на рисунке). Арка хорошо держит изгибающий момент, а с распором надо бороться.

Указанные на рисунке силы Hв и Hа - это реакции опор. Усилия, передаваемые на них аркой, будут направлены в противоположную сторону. Их можно скомпенсировать, поставив затяжку - связь между опорами. Но на нашем объекте такой конструкции не наблюдалось.

Второй фактор - восприятие зданием нагрузок. Чаще всего требуется обеспечить пространственную жесткость во взаимно перпендикулярных направлениях. А за счет чего? Этой цели служит множество мероприятий - и достаточная глубина заложения фундаментов, и связи между элементами каркаса, и армопояса на стенах, множество способов. На этом же "здании" - связи между колоннами миниатюрные, армопояса нет - есть выполняющая его функции труба, которую повело.

Могло ли арочное покрытие ствоими распорными усилиями слегка наклонить стены, тем самым изменив расчетную схему? Да легко, особенно учитывая конструктив "здания". К тому же и внешние признаки этого были (скрученная труба по верху стен-плит, сами стены участками слегка наклонены по отношению друг к другу). Правда и ошибки расчета несущей способности покрытия исключать не стоит.

Но заказчик так и остался потенциальным. Ему надо было завиноватить изготовителя покрытия, а давать отчет без отражения в нем конструктивных решений и общего технического состояния этого чуда нам совесть не позволила.