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

Перегрузка

Печать
Оглавление
Перегрузка
Примеры аварий

Примеры аварий, происшедших в результате перегрузки снегом, производственной пылью и т. п., весьма многочисленны.

Укажем некоторые из них:

          1. В 1956 г. на Урале при наружной температуре 13° С обрушились трехшарнирные арки трапецеидального очертания пролетом 30 м с опирающимися на них конструкциями, перекрывавшие склад минерального сырья. Расчетная снеговая нагрузка была 60 кГ/м2, а фактическая, замеренная по толщине снегового покрова  на  кровле  сохранившейся  части  сооружения,  достигала 134 кГ/м2. Снег был перемешан с пылью и золой. Объемный вес оказался равным 235 кГ/м3. Напряжения в элементах арки достигали предела текучести, что привело к выпучиванию арки из ее плоскости и послужило основной причиной аварии. 



 2. Авария двух ферм покрытия цеха металлоконструкций пролетом 48 м на Урале произошла вследствие снеговой перегрузки. Снег был смешан с пылью.  Объемный  вес снега был 220—390 кГ/м3. Фактическая снеговая нагрузка на отдельных участках достигала 500 кГ/м3 и в 5 раз превышала проектную. Нагрузка от собственного веса также превышала проектную. Сжатые раскосы ферм выпучились из плоскости фермы. Нижние узлы ферм в месте присоединения деформированных раскосов получили прогиб до 600 мм. При использовании в освещении места аварии специальных ламп для проектора, было выявлено, что произошло перераспределение усилий в стержнях в результате изменения статической схемы и превращения конструкции в неразрезную.

 

 3. Дополнительная нагрузка в виде цементной пыли оказалась причиной обрушения стального двухпролетного покрытия по фермам  цехового сооружения  на  цементном  заводе  в Куйбышеве в 1960 г.  Фермы пролетом 21 м опирались на железо бетонные колонны с шагом 6 м. Пыль поступала через аэрационные фонари; толщина отложенной между фонарями пыли достигала 70—80 см, объемный же вес ее в результате дождей достигал 1,6—2 т/м3. Расчет показал, что элементы ферм в момент аварии испытывали аварийное перенапряжение. Нагрузка от пыли в момент аварии превышала расчетную в 14 рази была равна 960 кГ/м2. Сжатые элементы ферм потеряли устойчивость из плоскости фермы, и дальнейшие разрушения происходили по закону взаимосвязи. Недопустимая перегрузка кровли цементной пылью, усугубленная намоканием пыли в период дождей, привела к аварии.


Аналогичные аварии имели место и на других цементных заводах: Пикалевском, Брянском и др. Скопление пыли происходило из-за неправильного ведения технологического процесса, неисправности или отсутствия пылеулавливающих устройств.

 4. В результате снеговой перегрузки обрушился в 1952—1953 гг. средний отсек покрытия «корпуса сгущения» на обогатительной фабрике комбината «Апатит». Стропильные фермы пролетом 36,5 м и подстропильные фермы крайних отсеков требовали усиления. Длина подстропильных ферм 33,1 м, 34,8 м (обрушившиеся)  и 32,2 м. В результате уточнения снеговой нагрузки оказалось, что фактическая нагрузка 490 кГ/м2, а не 390 кГ/м2, как было предусмотрено в проекте. Усилия в стержнях возросли в среднем от 30 до 50%.

 

Проект усиления стропильных и подстропильных ферм, разработанный ленинградским институтом Механобр, предусматривал усиление посредством увеличения сечений стержней ферм приваркой к ним дополнительных профилей. Усиление проектировалось в напряженном состоянии — без разгрузки ферм (консультация автора).

 5. Причиной,  обусловившей разрушение двух двухшарнирных арок покрытия центрального рынка (решетчатые арки пролетом 45,2 м), была односторонняя снеговая перегрузка, значительно превысившая нормативную нагрузку. В результате перегрузки конструкций разрушение началось от среза заклепок в прикреплении раскосов, разрыва опорного рас¬коса прогона и среза заклепок в прикреплении этого раскоса. Здание было построено в 1961 г. с использованием старых клепаных конструкций ангара. Авария произошла в феврале 1966 г. Обрушились две средние арки из шести. Остальные сильно деформировались, провисли и наклонились в сторону упавших арок. Фактически снеговой покров был от 175 кГ/м2 до 340 кГ/м2 вместо 100 кГ/м2 по нормам.


В условиях Сибири на кровлях промышленных предприятий, особенно при наличии фонарей или перепадов, расположенных поперек направления господствующих ветров, толщина снеговых отложений (мешков) доходит до 1,5—2,0 м. Уплотненный снег, смешанный с частицами песка и золы, имеет по данным  объемный вес до 0,3—0,4 т/м3. До сих пор не наведен должный порядок в правильном учете снеговых нагрузок, особенно в районах с интенсивными снегопадами. Исследования ЦНИИСК (1962—1965 гг.) не совсем правильно утверждают, что «конструкции покрытий  рассчитанные по действующим нормам, работают обычно удовлетворительно и выход их из строя в результате перегрузки снегом — редкое явление». Примеры, приведенные выше, наглядно убеждают в том, что аварии от перегрузки снегом не единичны, и рекомендации о дальнейшем снижении нормируемых снеговых нагрузок в среднем на 20% нуждаются в больших ограничениях и оговорках.

Вопрос о правильном учете снеговых нагрузок на современные промышленные сооружения далеко не нов. Так, например, Э. Д. Каи-Хут  считает, что все крыши с уклоном не более 10° без уступов рассчитывают на большую, никогда не встречающуюся в практике снеювую нагрузку, а все крыши с уступами — на нагрузку, значительно меньше фактической. Интересные данные с фотографиями снежных заносов на крышах промышленных' зданий в условиях Сибири приведены в. Высота снежного покрова, если конфигурация кровли не обеспечивает беспрепятственного проноса снега, приводит к его интенсивному отложению в снеговых мешках слоями толщиной до 1 м в сутки. Объемный вес снега в январе—феврале составляет 300—350 кГ/м3, а в марте достигает 450 кГ/м3.
Автору в период Великой Отечественной войны приходилось неоднократно производить усиление аварийных металлических конструкций, главным образом стропильных ферм и прогонов. В большинстве случаев аварийное состояние возникало в связи со снеговой перегрузкой кровель промышленных зданий, которые в осажденном Ленинграде не очищались.

Учет реальных метеорологических условий играет существенную роль при проектировании и, особенно, при эксплуатации сооружений. Разработка способов борьбы с заносами и снеговыми мешками на кровлях должна являться неотъемлемой частью проекта и инструкции по эксплуатации и уходу за сооружением. Не следует переоценивать также и возможность механизированной уборки снега, особенно для кровель с большими размерами в плане, очистку которых от снега даже механизированным способом производить достаточно сложно. В этом случае более эффективны методы растапливания снега и его удаления через систему водостоков.

 

 

 



 
« Пред.   След. »
Новости металлургии