IPB Дизайн-проект от Архитектурного бюро Глушкова

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

 
Ответить в данную темуНачать новую тему
Аварии инженерных сооружений, выполненных из стальных конструкций
Anastas
сообщение 25.2.2011, 15:00
Сообщение #1


Мл. лейтенант
Иконка группы

Куратор
****

Группа: консультанты
Сообщений: 349
Регистрация: 9.1.2008

Фотоальбомы



Репутация: 13


Аварии инженерных сооружений, выполненных из стальных конструкций

Аварии емкостных сооружений

К емкостным относятся следующие сооружения:
- резервуары;
- газгольдеры;
-силосы;
- воздухо- и газонагреватели;
- трубопроводы.

В основном, такие сооружения выполняются из листовых конструкций с ребрами жесткости. Важную роль при обеспечении надежности таких конструкций играет качество сварных швов и марка стали, из которой выполнены конструкции.
Емкостные сооружения подвержены воздействию значительных температурных нагрузок и воздействиям избыточного давления или разрежения.

В литературе описан ряд аварий резервуаров, выполненных из кипящей стали, которая обладает хладноломкостью. Резервуары сооружались методом полистовой сборки, при этом все швы выполнялись вручную в неудобных условиях строительной площадки. Некоторые листы соединялись внахлестку, некоторые встык, при этом применялась разделка кромок, при которой некоторые швы подваривали изнутри. Одна из таких аварий произошла на Челябинской нефтебазе в феврале 1954г. В результате из резервуара вытекло 2300т дизельного топлива.
В результате расследования причин аварий отмечалось, что большинство аварий произошло при пониженной температуре, трещины развивались из-за дефектов швов, дефектов листовой стали, а также из-за незначительных сотрясений стенки в месте разрыва сварного шва.
Анализируя подобные аварии. Министерством строительства СССР был отменен ГОСТ 2486-44, допускавший для резервуаров емкостью 4600м3 применение кипящей стали.

Позже широкое применение получил метод изготовления резервуаров рулонированием. При этом вертикальные резервуары сооружались из рулонных заготовок, изготавливаемых на заводах с применением автоматической сварки под флюсом и при тщательном контроле сварных швов.

Аварии резервуаров

Несколько аварий резервуаров произошло на стадии испытания. Причиной можно считать непродуманную организацию испытаний. Например, в 1953г. стальной сварной резервуар решено было испытать созданием избыточного давления внутри. Для этого резервуар был частично наполнен водой, и загерметизированы все отверстия и патрубки. Позже, из-за ухудшения погоды, испытания были отложены. В связи с понижением температуры окружающего воздуха до 12°С внутри резервуара создалось сильное разрежение воздуха, которое в 15 раз превышало проектную нагрузку. В результате в стенке резервуара образовалась большая вмятина (длиной до 6м).
В 1954г. стальной резервуар испытывали заполнением водой, затем воду стали откачивать для испытания следующего резервуара, при этом разгерметизация первого резервуара не была выполнена. Из-за откачивания воды в резервуаре создалось разрежение и, как следствие, - нагрузка на кровлю и верхнюю часть корпуса 4т/м2. Поврежденные конструкции пришлось удалить и заменить новыми.
Также ряд аварий был вызван взрывами паров химических веществ, хранившихся в емкостях резервуаров. Чтобы предотвращать подобные взрывы, предложено было вводить в газовое пространство специальные газы, тормозящие или исключающие процесс горения и взрывов (например, углекислый газ, дымовой газ и др.).
Авария силоса произошла в 1951 году во время погрузки цемента из стального силоса в ж/д вагоны. У силоса оторвалось коническое днище и рухнувшим цементом в количестве 2,3 тыс.т были произведены большие разрушения. Паровоз и несколько вагонов были опрокинуты. К моменту аварии силос был загружен на 80% емкости. Загрузка силоса осуществлялась сверху. Цемент с мельниц подавался воздухом по стальным трубам. Давление сжатого воздуха 2-2,5кг/см2.

Разрыв днища

Разрыв днища произошел по металлу на длине 12м. Основными причинами этой аварии можно считать:

1. Повышенное давление в силосе из-за халатной эксплуатации.
2. Образование свода цемента, чему способствовало его разрыхление при разгрузке при помощи воздуха повышенного давления.
3. Пониженное качество сварных швов.

Разрушение трубопровода системы водоснабжения Лос-Анжелеса происходило трижды в 1970 и 1971 годах. Все аварии происходили по металлу трубы. Внутренний диаметр трубы равнялся 2080мм, толщина стенки 24мм. Трубы изготавливались на заводе секциями по 24м и сваривались внахлестку на месте. Из-за плохого качества сварки, наплавленный металл выжигали и на этом месте выполняли накладки, однако аварийный разрыв произошел на участке заводской сварки. Перепад температур 28° вызвал значительное .продольное растяжение, в сочетании с эксцентриситетом в месте стыка, возникла кощентрация напряжений. После аварии расчет конструкции выполнялся по МКЭ, что позволило точно проконтролировать распределение напряжений в сечении трубопровода.

Аварии сооружений из стержневых конструкций

К инженерным сооружениям из стержневых конструкций относятся:

- башни;
- мачты;
- галереи;
- опоры линий электропередач (ЛЭП).

Башни и мачты характерны своей значительной высотой и наиболее подвержены воздействию ветровой нагрузки, которая часто является основной причиной аварийного состояния. Однако это не единственная причина обрушения высотных сооружений. Ниже приведен пример обрушения, вызванный просчетами при выполнении монтажных работ.
Одна показательная авария произошта при строительстве стальных мачт высотой 181м в декабре 1952г. Из системы 13 мачт обрушилось 8. Устойчивость обеспечивалась 4 ярусами 3-гранных растяжек. При монтаже мачт устанавливались временные расчалки. При расследовании установлено, что разрушение началось с шестой мачты на высоте 66м из-за сильного порывистого ветра и снегопада. Мачта упала в направлении ветра и перебила временные расчалки и растяжки седьмой мачты и в результате повалила ее.
Выяснилось, что временные расчалки были закреплены недопустимо слабо, также были внесены самовольные изменения в проект.
После аварии на данном объекте институт Проектстатьконструкция организовал большие исследования по изучению работы и прочности соединений стальных канатов. В результате этих исследований выпустили Указания по расчету стальных канатов и их закреплению.
Для опор ЛЭП одним из наиболее опасных воздействий является гололедная нагрузка и, связанное с этим, натяжение проводов. При расчетах опор ЛЭП такие воздействия обязательно требуется учитывать.


Одна из аварий произошла на опорах ЛЭП из-за тяжения проводов, несмотря на то, что сталь соответствовала требованиям проекта, а расчет выполнялся на различные воздействия, включая гололедные. В качестве причин аварии были отмечены ненадежность А-образного стыка опор, а также ошибки при монтаже.

Среди дефектов были также отмечены:

- искривление поясных уголков от сварочных деформаций;
- недопустимые эксцентриситеты прикрепления элементов решетки к поясам;
- ошибки в расположении болтовых соединений в стыках ног и др. После аварий было внесено изменение в СНиП по регламентации стрелы
искривления (1/750).

Эстакады и галереи подвергались авариям довольно часто. Многие аварии таких конструкций заставили обратить внимание, что возможно внезапное разрушение стальных конструкций при низких температурах даже при относительно невысоких напряжениях.
Одна из аварий произошла из-за неправильного выполнения в натуре закрепления ферм, предусмотренного в проекте в чертежах КМ.
После этого в 1962г. в СНиП Стальные конструкции были внесены изменения, в части назначения марки стали, для предотвращения хрупкого разрушения. Таким образом, для основных конструкций покрытий, главных ферм пролетных строений эстакад и транспортных галерей должна применяться углеродистая сталь ВСтЗсп.

Выпущены также указания по проектированию, изготовлению и монтажу стальных конструкций транспортных галерей.

При расчете галерей следует учитывать:

1. Нагрузки от натяжения лент конвейера, относя их к временным длительным нагрузкам, а также нагрузки от перекосов и заклинивания лент, относя их к особым нагрузкам;
2. Удлинение или укорочение пролетного строения при разности температур 40° (независимо от длины температурного отсека);

В указание также внесены повышенные требования по контролю качества изготовления и монтажа стальных конструкций галерей.


Аварии подъемно - транспортных механизмов

К подъемно -транспортным механизмам относят:

- башенные и козловые краны;
- транспортеры;
- экскаваторы.

Башенные краны часто используются при монтаже строительных конструкций. Долголетний опыт показывает их значительную эффективность и надежность, однако аварии все же случаются, они бывают вызваны следующим причинами:

- ошибками, допускаемыми обслуживающим персоналом (к ним относится нарушение ограничения грузоподъемности);
- дефектами изготовления кранов;
- недостаточной прочностью нижних секций башенных кранов. Аварии кранов приводят не только к срыву сроков выполнения

монтажных работ, но и к разрушению уже построенных зданий.

Пример аварии башенного крана, происшедшей в г.Запорожье. В марте 1959г. на реконструкции доменной печи з-да Запорожсталь при демонтаже нижнего кожуха вторичного пылеулавливателя обрушился кран БК-300. Вес демонтируемого блока был определен в 11т, груз был поднят на высоту 4м и, при повороте стрелы на 40°, башня крана потеряла устойчивость и вместе со стрелой упала на купол вновь строящегося пылеулавливателя.

В результате расследования выяснено, что в проекте производства работ не был учтен вес дополнительной брони и футеровки.
При этом основной причиной аварии крана считается его перегрузка на 58% и дополнительные динамические усилия, возникшие при повороте крана.

Современный уровень компьютеров и программного обеспечения позволяет рассчитывать сложные пространственные модели инженерных сооружений. Эти модели достаточно адекватны реальному деформированию, так как позволяют учитывать геометрическую нелинейность, местные вмятины, неупругую работу материала, напряжение от сварки и другие особенности. При анализе аварий и повреждений целесообразен расчет по таким уточненным расчетным моделям.

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 ЗДАНИЙ ИЗ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
АВАРИИ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
АВАРИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
АВАРИИ ФУНДАМЕНТОВ
АВАРИИ ТРАНСПОРТНЫХ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
РАССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ АВАРИЙ


Сообщение отредактировал OleLukoe - 22.4.2011, 9:53


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

Ответить в данную темуНачать новую тему

 



Текстовая версия Сейчас: 7.12.2016, 15:39

Мы в соцсетях! Отказ от ответственности