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

Дефектность оснований

Печать
Оглавление
Дефектность оснований
Примеры
Заключение

 

 

 

Дефектность оснований, на которые установлены металлоконструкции



Аварийное состояние в металлоконструкциях и их обрушение могут иметь место при вполне доброкачественных во всех отношениях конструкциях, правильно выполненном монтаже и нормальной эксплуатации вследствие дефектов оснований, на которых установлены металлические конструкции. Поэтому перед монтажом необходимо особенно тщательно проверить, правильно ли выполнены те конструкции, на которые будут установлены металлические, и в отдельных случаях состояние грунтов под подошвой фундамента.

Характерную группу причин, от которых возникают аварийные состояния металлических конструкций,  составляют:

    - неравномерность осадки грунта под фундаментами, на которые опираются металлоконструкции,
- выдавливание грунта из-под фундаментов, выпучивание при вымораживании,
- провалы грунта, оползни и т. д.
 
 
 
 
 
Неравномерная осадка грунта вызывает перекосы, перераспределение усилий между элементами конструкций и т. д., в отдельных случаях — превращение статически определимых систем в статически неопределимые. Изменяется статическая схема работы деформированных конструкций путем превращения их в новые конструктивные формы. Ненадежность оснований, неравномерная осадка, потеря устойчивости опорными конструкциями вызывают аварийные состояния. Качественная крупноузловая сборка значительно снижает вероятность аварии.

Недопустимые деформации в металлическом каркасе здания теплоэлектроцентрали в Сибири появились в 1953 г. вследствие неравномерного промораживания грунта в основании железобетонном плиты. В данном же случае сооружение, представляющее в поперечном разрезе четырехпролетную раму, получило деформации. Верхние узлы рамы большего 27-м пролета отклонились до 90 и 112 мм. Все семь рам имели отклонение в одном направлении. Аварийное состояние было ликвидировано пропуском пара от ТЭЦ и заливкой горячей водой при  60-7-70°С. Организация подогрева основания схематически показана на схеме в. По железобетонной плите по оси Б—В  и в пролет А—Б на черных отметках котлована были уложены перфорированные стальные трубы, по которым пропущен пар от действующей ТЭЦ, а котлован по оси А—В и главным образом «корыто» в  фундаменте по оси  Б—В  было залито  водой,   температуру которой поддерживали паром, подаваемым по трубам. Озеро горячей воды имело площадь зеркала до 1000 м2. Вся операция была проделана за 12 дней.

Полного возврата каркаса в вертикальное положение все же не удалось достичь вследствие погрешностей, допущенных при монтаже конструкций.

Для строителей, и особенно монтажников, поучительным примером недооценки качества основания грунта может служить авария монтажного крана. Во время подъема железобетонной фермы на строительстве Ачинского глиноземного завода весной 1962 г. опрокинулся 50-г кран СКТ-50 со стрелой 30 м и клювом 19 м. Основной причиной аварии оказалось наличие под щебеночной подсыпкой слоя подтаявшего снега, который сохранился у стены строящегося цеха в условиях Сибири до апреля.

В складе заготовок прокатного цеха одного из металлургических заводов Приднепровья вместе с рядом других причин нарушение эксплуатации кранового оборудования происходило вследствие неравномерной осадки колонн пролета. Цех построен на просадочно-лёссовидных грунтах с высоким уровнем стояния грунтовых вод. Под давлением складируемого в пролете металла грунт уплотнился и вызвал осадку колонн. За 10-летний период эксплуатации осадка отдельных колонн пролета достигла 260 мм, что привело к разрушению балок и их креплений к колоннам.

Катастрофа здания в штате Магараштра (Индия) произошла в результате чрезмерной перегрузки кирпичных колонн,, на которые опиралось междуэтажное перекрытие по стальным двутавровым балкам. Под тяжестью 400 человек междуэтажное перекрытие, как указывается в статье, рухнуло, вызвав разрушение всего здания. Серьезной конструктивной ошибкой была перегрузка колонн и, в частности, отсутствие опорных плит. В инженерном анализе катастрофы указывается, что перед обрушением балки междуэтажного перекрытия начали поворачиваться на опорах, вызвав внезапное уменьшение жесткости перекрытия вследствие большой разницы в моментах инерции двутавров относительно главных осей инерции.

Совершенно исключительный случай — стечение двух основных причин аварии — имел место осенью 1956 г. на строительстве Райчихинского стекольного завода (Амурская область). В период монтажа обрушились три фермы промышленного цеха, опиравшиеся на кирпичные пилястры. Авария произошла через полчаса после окончания рабочей смены и по счастливой случайности обошлась без жертв. Основные причины аварии — серьезные дефекты в конструкциях, на которые опирались металлические конструкции, — дефекты каменных стен и грубейшие нарушения правил монтажа металлоконструкций.

Фермы пролетом 18 м должны были быть установлены на кирпичные стены, сделанные не в соответствии с проектом. Вместо» кирпича марки 150 были применены марки 50 и 75. Пилястры были дефектными. Когда устанавливали ферму, то оказалось, что она не становится на болты, выпущенные в опорных подушках на пилястрах. Ферма была установлена так, что ее опора лежала на опорной подушке, а болты были срезаны. Кроме того, для подъема железобетонных плит покрытия на фермах был установлен кран-укосина, разгрузка которого производилась над аварийной фермой. Обрушение трех ферм покрытия произошло в результате среза пилястр.

В декабре 1964 г. службой надзора за производственными зданиями было замечено отклонение стены от вертикали в главном корпусе Саратовского завода технического стекла.

Завод был построен в 1956 г. Поперечник главного корпуса представляет собой одноэтажную трехпролетную раму. Стальные колонны по оси П опирались на сборную железобетонную подпорную стенку. Вдоль наружной стены по  на расстоянии  1,5 м располагалась яма размером 7x50 м и глубиной 4,5 м. Под фундаментной плитой ванной печи был заложен дренаж, понижавший уровень грунтовых вод.

Верх колонн и самонесущей стены отклонился от вертикали в наружную сторону от здания. Наибольшее смещение линии грани колонны от ее проектной линии имело место по оси 56 и достигало вверху колонны 105 мм и на уровне опорных шарниров — 89 мм. С целью предотвращения аварии были тщательно обследованы несущие конструкции пролета: колонны, подпорные стенки, узлы примыкания ферм к колоннам, узлы опирания колонн на подпорную стенку. Были выполнены геодезические замеры отклонения конструкций.

Установлено, что причиной деформации каркаса сооружения явилось смещение подпорной стенки подвала во внутрь здания, которое могло быть вызвано перегрузкой подпорной стенки в результате заполнения ямы эрклезом и боем стекла. Основанием подпорной стенки были способные к набуханию аптские глины. Крен подпорной стенки во внутрь здания мог появиться в результате набухания глин, увлажненных горячей водой, попадающей в основание подпорной стенки в момент спуска стекла в яму.

Для ведения наблюдений за состоянием конструкций в подвале на внутренней грани крайнего ряда столбов, несущих ванную печь, а также на гранях подпорной стенки (вверху и внизу) были установлены постоянные марки, по которым каждый месяц в течение   года   велись   наблюдения   за   состоянием   конструкций; показания регистрировались в журнале. На основании обследований, поверочных расчетов и анализа характера деформаций был» признано необходимым усилить металлические конструкции. Колонны были усилены приваркой к ним двух швеллеров № 20. Кроме колонн, были усилены подкрановые балки  № 36 под кран грузоподъемностью 20,5 т приваркой дополнительных элементов. В целях предотвращения возможных деформаций подпорной стенки были предусмотрены упоры между фундаментной плитой подпорной стенки и ванной печи. Проект усиления был разработан инж. А. И. Рейзман (Гипростекло). Усиление было выполнено в напряженном состоянии.

Важным  моментом во избежание усадок и набухания  глин в дальнейшем является постоянное поддерживание установившегося уровня грунтовых вод.
 
 
 
 
 

 
« Пред.   След. »
Новости металлургии