При отсутствии обоснованной аналитической модели, с помощью которой можно было бы определить несущую способность элементов соединений, было решено прове­сти детальные лабораторные исследования. Программа исследований предусматривала испытания двух элемен­тов: балки коробчатого сечения с нагрузкой, идентичной аналогичным балкам в конструкции мостика, а также узла соединения подвески с коробчатой балкой. Резуль­таты испытаний приведены на рис. 85. Здесь в графиче­ской форме показаны зависимость между несущей способностью (пределом прочности) конструкции узла сое­динения и площадью сварного шва. На рисунке показаны два вида результатов проведенных испытаний. Первые относятся к образцам, изготовленным НБС, вто­рые — к образцам, взятым из конструкции неразрушен­ного мостика. Средняя линия, проведенная по центру точек отдельных экспериментов, а также полоса, вклю­чающая 95 % этих точек, показаны на рисунке по дан­ным испытаний НБС. Точки результатов испытания об­разцов, взятых из конструкции неразрушенного мостика, падают более круто в пределах расчетной полосы.

При отсутствии обоснованной аналитической модели, с помощью которой можно было бы определить несущую способность элементов соединений, было решено прове­сти детальные лабораторные исследования. Программа исследований предусматривала испытания двух элемен­тов: балки коробчатого сечения с нагрузкой, идентичной аналогичным балкам в конструкции мостика, а также узла соединения подвески с коробчатой балкой. Резуль­таты испытаний приведены на рис. 85. Здесь в графиче­ской форме показаны зависимость между несущей способностью (пределом прочности) конструкции узла сое­динения и площадью сварного шва. На рисунке показаны два вида результатов проведенных испытаний. Первые относятся к образцам, изготовленным НБС, вто­рые — к образцам, взятым из конструкции неразрушен­ного мостика. Средняя линия, проведенная по центру точек отдельных экспериментов, а также полоса, вклю­чающая 95 % этих точек, показаны на рисунке по дан­ным испытаний НБС. Точки результатов испытания об­разцов, взятых из конструкции неразрушенного мостика, падают более круто в пределах расчетной полосы.
С площадью сварных швов связана несущая способ­ность узла соединения для шести узлов верхнего мости­ка (табл. 5).
Схема шести узлов соединения подвески с балкой ко­робчатого сечения показана на рис. 86. На примере узла 9УЕ приведено более подробное описание этих диаг­рамм. По диаграмме, изображенной слева от подвески, можно определить несущую способность узла соедине­ния. В 95 % случаев при испытании образцов НБС несу­щая способность узла соединения подвески с коробчатой балкой составляет 72…90 кН. Средняя несущая способ­ность (предел прочности) этого узла 81 кН. Усилия от этих постоянных и временных нагрузок показаны на ди­аграмме справа от подвески.
Подсчитанная для узла 9УЕ постоянная нагрузка 81 кН, а временная нагрузка в момент обрушения 93 кН. Таким образом, суммарное усилие составило 90 кН.
На рис. 86 показаны аналогичные данные для всех других узлов соединения подвесок с балкой в конструк­ции верхнего мостика. Эти данные подтверждают, что, за исключением узлов 8УЕ и 10УВ, несущая способность
соединений подвесок с балками равна или лишь немно­го превосходит величину постоянной нагрузки, передаю­щейся на узел. В то же время во всех случаях сумма по­стоянных и временных нагрузок превосходит несущую способность (предел прочности) узлов соединений. Та­ким образом, любой из этих узлов мог не выдержать возможных нагрузок и явиться причиной обрушения пе­реходного мостика.
Разрушение любого соединения мгновенно вызвало бы перераспределение и передачу дополнительных на­грузок на другие узлы. При отсутствии запаса прочности это должно вызвать последовательное разрушение всех остальных узлов соединений, что и произошло на самом деле, когда в результате выхода из строя одного соеди­нения обрушилась вся система переходного мостика.
Фактическое выполнение узла соединения подвесок мостиков 2-го и 4-го этажей отличается от проектного. В проектном решении стержень каждой подвески нераз-резпой, начиная от нижнего мостика до места крепления его к ферме покрытия. Расчетная нагрузка на стержень подвески на уровне нижнего мостика составляла 90 кН. Такая же нагрузка добавлялась от верхнего мостика. Поэтому суммарная нагрузка, воспринимаемая стерж­нем подвески в его верхней части, вдвое превосходила усилие, действующее в нижней части стержня. В то же время расчетная нагрузка в узлах соединения подвески с коробчатой балкой была одинакова для обоих мости­ков и составляла 90 кН.
Фактически каждая подвеска состояла из двух независимых стержней. Верхняя часть подвески от верх­него мостика до потолка выполнена в соответствии с проектом, нижняя часть от верхнего до нижнего мости­ка оформлена в виде стержня, который смещен на 102 мм внутрь коробчатой балки. При таком решении расчетная нагрузка, переходящая через узлы соедине­ния подвески с коробчатой балкой нижнего мостика, не изменилась, но нагрузка в узлах верхнего мостика удвои­лась. Поэтому расчетная нагрузка в узле соединения под­весок с коробчатой балкой верхнего мостика (рис. 87)\’ должна была составить 181 кН.
Следует отметить, что даже без изменения проект­ного решения несущая способность узла соединения подвески с коробчатой балкой являлась совершенно не­достаточной по сравнению с требуемой строительными нормами.

87. Конструкция соединения коробчатой балки со стержнями   подвески   для мостика 4-го этажа
а — узел, выполненный в натуре; б — конструкция узла, предусмотренная про­ектом; 1—стержень подвески; 2 — коробчатая балка
 

 
88. Разрушение водовода (воды под напором размыли грунт в ос­новании водовода, в результате че­го разрушилась кольцевая опора)

 

89.   Распределение   напряжений   в конструкции  типового  раструбного стыка
1 — эпюра напряжений от прогиба .трубопровода; 2 — продольные со­ставляющие эпюры напряжении от давления жидкости внутри трубы; 3 — эпюры температурных напряже­ний; 4 — эпюры дополнительных напряжений вследствие увеличения сечения в стыке и в результате эксцентриситета раструба по ел но­шению к основной трубе; 5 — эпю­ры внутреннего давления в трубе (давление действует нормально но отношению к данному сечению)

Согласно требованиям американских строительных норм, этот узел должен выдерживать нагрузку 91 кН, умноженную на коэффициент запаса 1,67, т. е. 151 кН. Испытания узла соединения неразрезного стержня под­вески с коробчатой балкой верхнего мостика показали, что его средняя несущая способность в зависимости от площади сварного шва составляет 91 кН. Таким обра­зом, и при проектном выполнении этого узла его несу­щая способность составляла бы всего 60 % требуемой