IPB Дизайн-проект от Архитектурного бюро Глушкова

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

 
Ответить в данную темуНачать новую тему
Аварии зданий из металлоконструкций
Anastas
сообщение 18.1.2011, 17:14
Сообщение #1


Мл. лейтенант
Иконка группы

Куратор
****

Группа: консультанты
Сообщений: 349
Регистрация: 9.1.2008

Фотоальбомы



Репутация: 13


Аварии зданий из металлоконструкций

Основные типы повреждений металлоконструкций

Проектирование, изготовление, монтаж и эксплуатация стальных конструкций имеют определенные особенности. Большая часть этих конструкций - нетиповая, проектируется и изготавливается специализированными организациями. При этом выполняется расчет конструкций, а сечение элементов и узловые соединения проектируются по действующим в них усилиям.

При соблюдении необходимой технологии проектирования вероятность грубых ошибок небольшая. Проектировщики и монтажники стальных конструкций - это элита строителей, которые выполняют достаточно ответственную работу.Несмотря на то, что стальные конструкции обычно работают при высоких уровнях напряжений, они имеют определенный запас прочности, обусловленный их проектированием по нормам. Существенно меньшую надежность имеют стальные конструкции, изготовленные хозспособом - без проекта и соблюдения элементарных правил. В эксплуатации находится много стальных каркасных промзданий, построенных самовольно и имеющих несущую способность значительно меньшую, чем действующие в них усилия. Имеется большая вероятность аварий этих зданий и при небольших пролетах и даже - от атмосферных воздействий.

Аварии стальных конструкций достаточно подробно анализировались в литературе. При этом выделялись следующие причины: применение некачественных материалов; ошибки при проектировании; ошибки при строительстве и эксплуатации.

Аварии, вызванные применением несоответствующих материалов

- при применении несоответствующих марок стали по вине поставщика (при поставке стали со скрытыми дефектами и невыполнении требований к качеству или сортаменту);
- при проектировании неверно выбрана марка стали;
- при изготовлении конструкций неправильно заменена марка стали (с химическим составом, механическими свойствами или технологическими характеристиками, не гарантирующими качества продукции).

По данным статистики более 35% аварий стальных конструкций вызваны ошибками при проектировании.

Основные ошибки при проектировании, приводящие к авариям:

1. Не уделено должного внимания несимметричности сечений и эксцентриситетам приложения нагрузок;
2. Не учтены ослабления элемента сварными швами и концентрация напряжений в месте свариваемых деталей;
3. Не учтено, что в сплошностенчатых балках особо опасны острые углы вырезов в стенках, где даже при небольших напряжениях, может появиться трещина и распространиться на все сечение. Перфорированные балки выполнены из кипящих сталей.
4. Стальные и железобетонные конструкции разрабатываются обычно различными специалистами. В больших проектных институтах этим занимаются разные отделы (КМ и КЖ). Ошибки происходят из-за несогласованности конструктивных решений, особенно стыков в местах примыкания стальных балок и ферм к ж/б колоннам, а также стальных столиков и консолей, ж/б башмаков стальных колонн и др.
5. В элементах стальных конструкций иногда применяются замкнутые сечения. Внутри замкнутых пространств металл не подвергается коррозии, однако, при обваривании герметичность элементов не всегда соблюдается, что способствует протеканию влаги или образованию конденсата. Это приводит к коррозии, а также к разрыву элементов при замерзании воды.

Ошибки, приводящие к потере устойчивости

- недостаточное раскрепление конструкций, состоящих из стержней, соединенных шарнирно;
- недостаточная жесткость опор и конструкций.

Часто к авариям приводит использование, в качестве раскрепляющих конструкций, несущих элементов покрытия (например, железобетонных плит).

Причиной аварийного состояния конструкций может стать большое количество различных факторов. Рассмотрим основные виды деформаций, характерных для металлических конструкций и основные причины, вызывающие аварийное состояние.

При установлении причин аварий необходимо уделять особое внимание изучению изломов. Этими вопросами занимается наука фрактография.

Основные формы изломов стальных элементов:

Вязкий излом - образуется при растяжении в случае пластической работы материала. В зоне разрыва образуется шейка - значительное сужение разрушенного элемента.
Хрупкий излом - образуется при разрыве элемента, подвергавшегося растяжению макропластической деформации. В сталях с высокой пластичностью образуется при исключительных условиях, таких как: низкая температура, острый концентратор, местное напряжение в области сварного шва.
Усталостный излом - может образоваться в конструкциях и элементах, подверженных воздействию переменных нагрузок, например, в подкрановых балках или конструкциях фундаментов машин, вызывающих колебания и вибрации.

Происходило большое количество аварий, основной причиной которых была признана неудовлетворительная эксплуатация. Известны многочисленные обрушения покрытий от перегрузки пылью и снегом, разрушение конструкций при коррозии.

Авария одноэтажного каркасного промздания произошла в г.Луганске в результате демонтажа вертикальных связей по колоннам. При этом обрушились колонны, стропильные фермы и покрытие.


Из стальных конструкций возводились одноэтажные и многоэтажные здания. Как правило, стальные покрытия проектировались у одноэтажных зданий как промышленных, так и гражданских при больших пролетах 24м и более. При традиционном решении промздания - стальные или ж/б колонны и стальные фермы с треугольной решеткой. Массово применялись фермы по типовой серии ПК-01-125. Так как эта конструкция очень массово применялась, причем с относительно большим уровнем напряжений, то соответственно произошло большое количество аварий этих конструкций.

Традиционно фермы рассчитывались как плоские шарнирно- стержневые системы только на вертикальную нагрузку, без учета натяжения при монтаже, температурных воздействий и неравномерных деформаций основания. Такой расчет с подбором длины сварных швов не отражает некоторые особенности работы углов. Обычно считают, что фермы соединяются с колоннами шарнирно.

Из-за неточности установки колонн на монтаже, болтами стягивают фермы, создавая растягивающие напряжения еще до загружения фермы.
Снижение температуры в конструкции относительно температуры замыкания также приводит к появлению дополнительных растягивающих напряжений.
Возможно появление в элементах ферм значительных усилий от неравномерных деформаций основания.
Неучет этих воздействий снижает надежность работы ферм.

Анализ причин аварий ферм

Выделено следующие основные причины:

1. Превышение нагрузок (снеговой, от тяжелой пыли, от увеличения массы кровли и др.).
2. Коррозия элементов ферм.
3. Недостаточная развязка из плоскости.
4. Ошибочное уменьшение сечений.
5. Хладноломкость стали.
6. Ненадежное решение узлов.
7. Применение тонкостенных профилей без должного обоснования. Погнутость профилей.

Механизмы обрушения ферм:
- потеря устойчивости сжатыми раскосами и верхними поясами,
- разрыв нижнего пояса.

Внешние признаки аварийного состояния:

- выпучивание сжатых стержней,
- большие прогибы;
- трещины в узлах;
- коррозия.

Фермы относятся к тем ответственным конструкциям, которые требуется регулярно обследовать.

В г.Запорожье стальные фермы эксплуатируются во многих промышленных зданиях. В гражданских зданиях фермы применены в манеже Мотор-Сич, дворце спорта Юность, концертном зале им. Глинки, универсаме Хортицкий, бывшем спортивном комплексе Импульс и многих других. Известно несколько случаев обрушения стальных ферм, в частности, в г.Запорожье на заводе металлоконструкций, на заводе Запорожсталь, в гАлчевске на металлургическом заводе, в г.Кривой Рог на ЦПО ОАО СевГОК и т.д. Большая часть обрушений происходит при значительной снеговой нагрузке.

отрывок из книжки Аварии зданий и сооружений Марков А.И., Маркова М.А.


ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ АВАРИЙ ЗДАНИЙ
НЕПРЕДВИДЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ И ПРЕВЫШЕНИЯ НАГРУЗОК -ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ АВАРИЙ
АВАРИИ МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ
АВАРИИ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
АВАРИИ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ИЗ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
АВАРИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
АВАРИИ ФУНДАМЕНТОВ
АВАРИИ ТРАНСПОРТНЫХ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
РАССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ АВАРИЙ


--------------------
Перейти в начало страницы
 
+Цитировать сообщение

Ответить в данную темуНачать новую тему

 



Текстовая версия Сейчас: 8.12.2016, 17:19

Мы в соцсетях! Отказ от ответственности