Аварии труб зданий

На территории бывшего Советского Союза построено большое количество железобетонных дымовых труб высотой до 150м.

Особые требования предъявляются к выбору бетонов для труб (классам и их видам), которые устанавливаются в зависимости от температуры выводимых газов. Нормативные документы предусматривают, что при температуре до 200° может применяться обычный бетон на портландцементе, при температуре 700-800° используют специальный жароупорный бетон на заполнителях с примесью базальта, диабаза, андезита.

Конструктивное решение для труб, а также способ зашиты материалов от коррозии, принимается в зависимости от агрессивности среды и данных о долговечности. При этом учитывается режим работы трубы, характеристика отводимых газов (их состав и концентрация, температура и влажность, количество и скорость движения газов в стволе, состав и количество пылевидных частиц, химический состав и количество конденсата).

Правила производства работ по возведению дымовых труб устанавливают особые требования к режиму бетонирования и бетонной смеси.

Приведем несколько описаний обрушения труб

Железобетонная труба агломерационной фабрики высотой 120м, была построена в 1955 году. В 1956г произошло обрушение верхней части трубы,
в основном, с отметки 80м. При падении был разрушен небольшой участок подпорной стенки, часть асфальтовой дороги у въезда в цех и оборваны провода линии электропередач.

Химический анализ обломков трубы покачал, что бетон был буквально пропитан серной кислотой, поэтому прочность бетона была минимальной, также было отмечено неправильное армирование, при котором арматура была установлена в нейтральной зоне сечения.

Основной причиной, вызвавшей разрушение, считаются резонансные колебания, возникшие при сильном ветре во время грозы, возможно также в сочетании с так называемым хлопком -
взрывом газа внутри трубы.

После этой аварии были уточнены технические условия на проектирование дымовых труб.


Для дымовой трубы, при восстановлении, были предусмотрены следующие мероприятия по защите бетона от действия агрессивных дымовых газов:

• - поверхность бетона тщательно высушивается при помощи калорифера;
• - высушенная поверхность обеспылевается сжатым воздухом;
• - обеспыленная поверхность огрунтовывается раствором нефтебитума в керосине;
• - слой грунта высушивается;
• - после высушивания на огрунтованную поверхность наносится слой мастики из нефтебитума, кислотостойкого цемента и керосина.

Другая авария также произошла на фоне шквального ветра. В 19471 обрушилась дымовая труба высотой 70м с диаметрами 3,38м и толщиной стенки 220 мм в нижней части. В верхней части диаметр составлял 3,24м, а толщина 150мм. Труба возводилась в 1945г. на существующем фундаменте ранее взорванной трубы. Плоскость обрушения проходила по месту изменения сечения и толщины трубы. Стрела искривления достигала 80мм.

При испытаниях бетона отмечено, что марка бетона соответствует проектной, но некоторые местные дефекты, такие как раковины, загрязненность песка, перерывы в укладке бетона все же имели место. Проверочный расчет показал, что при учете усилий от ветра коэффициент запаса составил 1 Д.

Обрушение трубы, как выяснилось, обусловлено следующими причинами: - при проектном расчете трубы не был учтен дополнительный момент от действия продольных сил, возникший при изгибе ствола трубы; - шквальный ветер в сочетании с пониженным давлением воздуха и происшедшее явление резонанса; - наличие значительных температурных напряжений, возникшее в месте перепада в толщине стенок в связи с неудачной конструкцией футеровки; - ослабление конструкции, вызванное дефектами производства.

Таким образом, при проектировании следует учитывать все воздействия, включая сочетание нагрузок от температурного перепада порядка 30° и ветровой нагрузки. При таком совместном воздействии нагрузок наиболее вероятно хрупкое мгновенное разрушение. Эти положения были отражены в разработанных Госстроем СССР инструкциях по проектированию железобетонных дымовых труб.

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

Сообщение отредактировал OleLukoe - 27.11.2018, 9:46