Металлические конструкции. Аварии и безопасность.

Главное меню
Главная
Причины аварий
Классификация
Предупреждение
Партнеры
Контакты
Поиск
Профнастил
Аварии жилых домов
Крушения зданий
Металлография
Металлы и сплавы
Металлургия магния
Оборудование
Металлы
Главная

Дефектность оснований

Печать
Оглавление
Дефектность оснований
Примеры
Заключение
 
 
 
 

Примеры

 
 
Авария склада влажного концентрата на Сокол ово-Сарбайском горно-обогатительном комбинате произошла весной 1965 г. от потери устойчивости основания. Длина здания 348 м, ширина 42 м. В поперечном направлении склад перекрыт трехшар-нирными рамами ломаного очертания высотой 17,3 м и шагом 12 м. По верху рам расположена транспортерная галерея для догрузки концентрата. На фундамент в уровне шарнира действуют нормальная сила 270 г и распор 220 г. Глубина заложения фундаментов 6,2 м. С южной стороны склада на расстоянии 1,5 м о г стены начинается понижение территории, достигающее 2,7 м. Авария склада влажного концентрата произошла от потери устойчивости глинистого основания под нагрузкой от штабеля концентрата. Последний располагается непосредственно на бетонном полу в штабелях (пол разбит на блоки 6X4 м, швы залиты битумом). Штабеля высотой 15 ж с углом естественного откоса 45°. Объемный вес концентрата 3,5 т/м3, влажность ~ 12%. Интересен сам по себе процесс аварии. Она началась на южной стороне здания и практически продолжалась в течение суток. Первые ее признаки были замечены, когда обрушилась горизонтальная металлическая связь из уголков между арками средних рядов; затем произошло разрушение карпичных стен пристроенной подстанции, началось выпучивание грунта снаружи с образованием вала параллельно южной стене здания, понизился конек крыши.

Затем началось горизонтальное смещение колонн, и через 3 ч после первых признаков аварии появились начальные разрушения транспортерной галереи. Через 5 ч (считая с момента начала аварии) смещение наружных стен достигло 1765—2015 мм. Через 7 ч произошло сползание откоса штабеля концентрата. В это время перемещения наружных стен достигли 2735—2855 мм. Горизонтальные перемещения фундаментов рам с южной стороны вызвали перемещение металлических рам. Через 8 ч обрушилась конструкция галереи. Дальше деформации нарастали в течение 1 ч с прежней скоростью и через 9 ч стали затухать.

На 6-е сутки перемещения фундаментов практически закончились. Горизонтальные деформации их в месте выпора грунта оказались 4360—4660 мм. Высота вала при выпоре грунта достигала 2,35 м, ширина 6—7 м и длина — около 50 м. Расстояние между опорами арок увеличилось на 466 см, что повлекло за собой деформации арок, прогонов и связей. Конек кровли понизился на 3,2 м. Здание наклонилось в южном направлении на 2,14 м.

Чтобы предотвратить угрозу разрушения недеформированной части здания, где не было выпора грунта, аварийная часть здания была отсечена с помощью взрыва. Отрезанная от стальной части здания, аварийная часть могла бы свободно деформироваться до разрушения, но этого не случилось: разорвались прогоны и связи, смялись сжатые элементы конструкции. Напряжения изменились, и основная цель была достигнута. Деформации в арках продолжали нарастать. Арки были разобраны.
В качестве профилактических мер, предотвращающих аварии от потери устойчивости оснований, под основанием штабеля можно было устроить железобетонную шарнирную плиту с зубьями по краям или забить шпунты. Плита восприняла бы горизонтальный распор от штабеля, а зубья повысили сопротивление основания выпиранию. Принципиально мог бы быть устроен свайный фундамент с ростверком на уровне пола.
Основной причиной аварии, как уже указывалось, была потеря устойчивости основания штабеля влажного концентрата, т. е. недостаточная несущая способность основания для восприятия действующих нагрузок. По проектным данным расчетное сопротивление грунта на глубине 2 м принималось 1,5—2 кГ/см2, среднее же давление от штабеля влажного концентрата составляло 2,6 кГ/см2, а максимальное — 4,8кГ/см2 (насыпной весу = 3,2 т/м3). Потеря устойчивости основания штабеля вызвала катастрофические горизонтальные смещения фундаментов, захваченных массивом выпираемого грунта. Следует отметить, что при проектировании склада не был сделан расчет основания по деформациям от воздействия штабеля концентрата, несмотря на столь значительные давления на грунт, как указано выше. В конструкции лучше было бы применить арки с затяжками. При таком решении затраты металла почти не увеличиваются, а гарантия' надежности конструкции повышается во много раз.

Аварии и разрушения подкрановых конструкций. Исключительно большое значение для надежности работы подкрановых балок имеют правильная установка и выверка колонн, на которые они опираются. Точность соблюдения всех нормативных допусков совершенно необходима. Отклонение от этого приводит к невозможности использования закладных частей, усложняет опирание балок, вызывает необходимость устройства подкладок, хомутов и пр.

Выравнивающие подкладки из листовой или профильной стали оказывают вредное влияние на последующую работу балок. В отдельных случаях образуются податливые опоры. Конструкция балок подвергается кручению. Оседающие опоры вызывают зависание концов балок, удары на стыках и т. д. В приводятся примеры разрушений опорных участков подкрановых балок из-за податливости опорного пакета. При опирании балок на пакет или на перекошенную закладную часть балка подвергается кручению с крутящим моментом Мкр=Ае. От действия крутящего момента сначала разрушается приварка опорного ребра к нижней полке балки, а затем в стенке двутавра от усталости металла появляется горизонтальная трещина. Между листами выравнивающего пакета обнаруживаются неплотности. Подобные  явления   были   обнаружены   на  одном   из   заводов в Минске в балках, опирающихся на опорные листы и передающих давление через пристроганный конец опорной планки на перекошенную закладную часть железобетонной колонны. Подобные разрушения подкрановых балок встречаются весьма часто и являются наиболее характерными.
Для стальных подкрановых балок особенно вредны дефекты крепления верхнего пояса балок к железобетонным колоннам. Болты в креплениях зачастую смещены по отношению к диафрагме. Слой раствора, укладываемого для обеспечения плотности примыкания диафрагмы к бетону колонны, быстро разрушается, присоединение балки к колонне расстраивается. При действии знакопеременных и притом динамических нагрузок с течением времени наступает аварийное состояние.
 
Плохая регулировка ходовой части мостовых кранов, в результате которой могут иметь место перекосы, вызывающие увеличение горизонтальных сил, действующих на балки, также способствует вы- 3 ходу балок из строя. Для пред отвращения аварий необходимо строго соблюдать все требования, установленные СНиП на изготовление и монтаж сборных конструкций.
 
При детальном обследовании металлоконструкций склада заготовок прокатного цеха одного из металлургических заводов, выполненном ГПИ Проектстальконструкция в 1960 г., обнаружены многочисленные повреждения подкрановых балок. Прокатный цех вступил в строй в 1950 г. Склад заготовок пролетом 27 м перекрыт сварными стропильными фермами, опирающимися на стальные колонны. Все подкрановые балки клепаные, разрезные, пролетом 6; 12 ж и две — 24 м. Пролет оборудован кранами: двумя 15-г с жестким подьесом и двумя мостовыми—10 и 15,3-г с гибким подвесом. На отдельных участках количество проходов крана по подкрановым балкам достигает 350—400 тыс. раз в год.

На основании изложенных выше материалов можно обобщить основные повреждения подкрановых конструкций.
 
1. Разрушение тормозных балок и их креплений к колоннам. Отсутствие большого числа заклепок, прикрепляющих тормозной лист к диафрагмам колонн; разрушение сварного крепления тормозного листа к колоннам, отсутствие диафрагм колонн, трещины  в тормозном листе; разрушение крепления швеллеров тормозных балок.
 
2.    Разрушение подкранового рельса и его креплений.
 
3.    Разрушение заклепочных соединений элементов подкрановых балок. Ослабление заклепок в соединениях элементов верхнего пояса.

4.    Разрушение горизонтального листа верхнего пояса подкрановых балок. Обнаружено большое количество поперечных трещин вблизи швов, присоединяющих прокладки крепления рельса к горизонтальному листу. Характер разрыва листа хрупкий. Балки были изготовлены из кипящей мартеновской стали. Разрывы происходили не внезапно, а постепенно, что свидетельствует об усталостном характере этих разрушений, которые вызывались значи
тельными динамическими воздействиями кранов, большим количеством циклов загружения балок, эксцентричным приложениемкрановой нагрузки и т. п.

5.    Разрушения поясных уголков верхнего пояса и, стенок подкрановых балок. Длина трещин по обушку вдоль поясных уголков в отдельных местах достигала 500 мм. Наибольшее количество азрушений поясных уголков и стенок   балок   было   выявлено под стыком рельса, где происходит ударное действие крановой нагрузки.

Основными причинами указанных разрушений были: неравномерная осадка колонн и динамические воздействия мостовых кранов с жестким подвесом, неудовлетворительные конструктивные решения ряда узлов, низкокачественное выполнение пристрожки вертикалов при изготовлении балок и т. д.
 
 
 


 
« Пред.   След. »
Новости металлургии