|
Страница 3 из 3 продолжение Эта ферма обрушилась также в результате разрыва верхнего и нижнего поясов. Тщательно проведенные поверочные расчеты, физико-механические и химические исследования показали:
1. В момент аварии максимальное напряжение в поясе фермы по оси 31 от фактических нагрузок было около 1030 кГ/см2 вместо 2100, т. е. фактическое напряжение было вдвое меньше расчетного.
2. Примененная в конструкциях сталь отличалась резко выраженной ликвацией по содержанию углерода и серы, в отдельных точках вблизи мест предполагаемого очага разрушения содержание углерода было 0,38—0,4%.
3. В конструкциях, работающих в условиях низких температур, вместо углеродистой спокойной стали или полуспокойной была применена кипящая сталь Ст. 3 группы А без дополнительных гарантий в отношении содержания углерода, серы и фосфора; в месте разрыва поверхности излома всех образцов, вырезанных из элементов конструкции, имели отчетливо выраженную зернистую структуру, типичную для хрупкого разрушения. Ударная вязкость стали при 0° оказалась низкой, а при —8° С не превышала, 1,2 кГм/см2.
4. Почти у всех 30 ферм пролетом 30 и 36 ж перекрытия обогатительной фабрики в крайних фасонках верхнего пояса образовались трещины «хрупкого вида». Причиной образования трещин было не учтенное расчетом местное повышение напряжений за счет эксцентриситета в передаче усилия в верхнем поясе фермы, который возник благодаря изменению сечения на фасонке и за счет изгиба опорного раскоса, вызванного неудачной конструкцией шпренгеля. Трещины образовались в зоне скопления сварных швов: в одних случаях они пересекали фасонку, не затормаживаясь, а в других останавливались, не пересекая фасонку.
5. В условиях сибирской зимы при резком падении температуры до —50° С в одну ночь обрушилось девять стальных опорконтактной сети. Опоры были выполнены из хладноломких сталей, из материала различных профилей и различных марок: Ст. О,частично Ст. 4, сталь марки Ст. 3 кипящая, МСт. 4 и др.
Разрушение было вызвано вибродинамическим воздействием, подвижного состава.
Исследования показали, что резкое ухудшение пластических свойств, характеризуемое падением ударной вязкости в различных профилях, наступает:
| -в прокатных уголках и швеллерах при температуре от —10 до-—20° С.
-в штампованных уголках из стали МСт. 4 при температуре от —30 до—40° С;
-в трубах из стали МСт. 4 при температуре ниже —40° С. |
Томасовские стали, где фосфора больше, чем в мартеновских и даже бессемеровских, переходят в хрупкое состояние при температуре, близкой к 0°С. Конструкции из таких сталей встречаются в постройках 1952—1953 гг.
Особое внимание следует обратить на недопустимость нарушения технологии усиления конструкций в тех случаях, когда усиление выполняется при низких температурах.
Случай хрупкого разрушения узловых фасонок в решетчатых подкрановых балках, вызванный значительной концентрацией сварных швов и возникновением реактивных напряжений, неблагоприятно сочетавшихся с температурными воздействиями, описан в статье. В результате ошибки, допущенной в проекте, потребовалось усиление сечений почти всех раскосов, а также усиление сварных швов, прикреплявших эти раскосы к узловым фасонкам. Усиление выполнялось на месте монтажа, куда уже были завезены конструкции. Сварка производилась на открытом воздухе, без подогрева при температуре до —25 -т-30° С.
На нескольких усиленных балках разрушились узловые фасонки, причем их трещины примерно совпадали с биссектрисами углов, образованных поясом и раскосом.
Натурными испытаниями было установлено, что дополнительные напряжения в фасонке и усиливаемом раскосе при сварке в направлении от кромки фасонки к торцу уголка не превышали 600 кГ/см2 (температура воздуха немного выше нуля). Тем не менее в условиях низкой температуры при беспорядочном наложении швов напряжения были значительно выше. Суммируясь с остаточными, возникшими при изготовлении балок, они привели к хрупкому разрушению. Напряжения в элементах усиления раскосов оказались на 40% ниже, чем в основных уголках.
Анализ случаев хрупкого разрушения металла в стальных конструкциях показывает, что хрупкое разрушение вызывается рядом факторов, основными из которых являются свойства стали: склонность к хрупкому разрушению, высокие местные концентрации напряжений, характер силового и температурного воздействия. По материалам Проектстальконструкции установлено, что за последнее десятилетие в отечественной и зарубежной практике известно около 90 случаев хрупкого разрушения сосудов, резервуаров, ферм, трубопроводов и других сооружений.
|
