В настоящее время несущую способность конструк­ций определяют на основе учета упругопластических де­формаций, базирующегося на использовании пластичес­ких свойств стали. Несущая способность сооружения, определенная исходя из этого положения, не всегда обе­спечивает его прочность, поскольку при действительной работе конструкций возникновение и развитие пластиче­ских деформаций не всегда возможны. При этом может произойти хрупкое разрушение металла при напряжени­ях, которые в 2—3 раза меньше расчетных (40…60 МПа)\». Следует иметь в виду, что явления хрупкого разрушения усугубляются сложными условиями работы материала сварных конструкций, возникающими в результате не­равномерного нагрева и деформаций при сварке. Эти технологические факторы, в особенности при сварке сор­таментов больших толщин, вызывают появление объемных напряжений (двух- и даже трехосных), тогда как в клепаных конструкциях трехосные напряжения вообще никогда не имеют места.

 

В январе 1965 г. произошло обрушение пролетного строения 48-метрового пролета между осями 28—29 конвейерной галереи склада агломерата агломерацион­ной фабрики металлургического завода.
Конвейерная галерея склада агломерата располо­жена на территории агломерационной фабрики метал­лургического завода между перегрузочными станциями № 1 и 2. Галерея состоит из семи пролетов с размерами (от перегрузочной станции № 2 в сторону перегрузочной станции № 1) 36+36 + 36 + 48 + 48 + 36+36, общей дли­ной 276 м (рис. 74). Высота галереи от уровня отметки головки железнодорожных путей до конька покрытия составляет 18,6 м с отметкой иола галереи, равной 12,15 м. Высота пролетного строения галереи (от верха опор до конька покрытия) составляет 8,6 м. Ши­рина галереи в осях равна 11 м, а с учетом ограждаю­щих конструкций — около 13 м (рис. 75)

В настоящее время остро стоит вопрос о повышении требований к углеродистой стали не только в части спо­соба ее выплавки и величины показателей временного сопротивления, предела текучести, химического состава и результатов загиба в холодном состоянии, но и в части установления нормированных значений ударной вязко­сти при отрицательных температурах.
Вместе с тем характеристика ударной вязкости дает во многом несовершенную качественную оценку яв­ления и не дает оценки количественной стороны воп­роса.

В 1960 г. действующий до этого ГОСТ 380—57 был отменен и заменен ГОСТ 380—71, в котором устанавли­вались дополнительные требования о необходимости проведения испытаний стали металлических конструк­ций на загиб в холодном состоянии.
Поэтому перед началом строительства конвейерной галереи в марте 1962 г., учитывая, что конструкции ее были изготовлены в 1959 г., возник вопрос о возможно­сти применения этих конструкций для строительства галереи. Проектная организация на этот вопрос ответи­ла, что применение стальных конструкций галереи воз­можно после получения удовлетворительных результа­тов дополнительных испытаний стали конструкций на загиб в холодном состоянии согласно требованию дей­ствовавшего тогда ГОСТ 380—60.

При разработке новых и переработке действующих типовых проектов сварных стальных конструкций, при проектировании сварных конструкций, на которые отсут­ствуют типовые проекты, а также при разработке черте­жей КМД в целях уменьшения опасности хрупкого раз­рушения металла в конструкциях в процессе их монта­жа и эксплуатации рекомендуется в дополнение к требо­ваниям НиТУ 121—55 предусматривать конструктивные мероприятия, устраняющие или ослабляющие концент­рацию напряжений в сварных соединениях в соответст­вии с «Конструктивными мероприятиями по предупреж­дению хрупкого разрушения сварных стальных конструк­ций», также приложенными к письму.

Строительство конвейерной галереи склада агломера­та началось в марте 1962 г. и закончено в сентябре 1962 г. Галерея в осях 25—32 в сентябре 1962 г. была сдана в эксплуатацию с оценкой выполненных строи­тельно-монтажных работ на «хорошо».
При выполнении строительно-монтажных работ по возведению галереи технический надзор за строитель­ством со стороны заказчика осуществлялся УКСом ме­таллургического завода, однако журнал по техническо­му надзору отсутствовал, никаких записей в адрес под­рядчика и монтажного управления нет, а акты на скрытые работы по возведению фундаментов оформле­ны только в сентябре 1962 г., т. е. за пять дней до сдачи галереи в эксплуатацию. Авторский надзор за строи­тельством галереи не осуществлялся.
С июня 1963 г, по январь 1965 г. галерея эксплуати­ровалась нормально.

Определение условий хрупкого излома строительных сталей при низких температурах являлось одной из тем комплексной научно-исследовательской проблемы «Со­вершенствование методов расчета строительных конст­рукций и оснований сооружений с целью более полного использования свойств материалов и создания основных условий для проектирования более эффективных конст­рукций и оснований сооружений», разработанной в рам­ках стран — членов Совета Экономической Взаимопомо­щи (СЭВ)
Результаты исследований, проведенных ЦНИИСК им. Кучеренко, показывают, что наиболее эффективным способом повышения стойкости строительной стали про­тив хрупкого разрушения при пониженных температурах является термическая обработка.
Это преимущество термически обработанной стали подтверждается не только стандартными испытаниями ударных образцов, но, что более важно, и при испытани­ях по методикам, воспроизводящим с большей полнотой реальные условия нагружения металлоконструкций в эксплуатации.

При осмотре конструкций обрушившейся и сохранив­шейся части галереи установлено:
все стальные конструкции пролетного строения в осях 28—29 в связи с обрушением сильно деформирова­лись, имеют многочисленные разрывы в элементах кон­струкций и в соединительных косынках и не подлежат восстановлению. Другие конструкции этого пролетного строения (железобетонные, асбестоцементные, деревян­ные и др.) полностью разрушены. Верхние пояса глав­ных ферм разорваны у одной фермы в двух, а у другой в трех местах; нижние пояса разорваны у одной фермы в трех, а у другой в четырех местах. Эти разрывы имеют структуру хрупкого разрушения. Разрывов монтажных швов не обнаружено;

Основываясь на общей классификации конструкций по режимам работы и их ответственности, данной в СНиП, все конструкции, предназначенные для эксплуа­тации при температурах —40… — 65 °С, разбиты на пять классов по тяжести режима работы и степени ответст­венности, как это и сделано в Рекомендациях по выбору и применению сталей для конструкций, работающих в условиях низких температур.

Результаты химического анализа показали:
сталь уголков верхнего пояса по содержанию угле­рода, марганца, серы, фосфора и кремния соответствует марки стали СтЗкп;
сталь уголков нижнего пояса по содержанию углерода (0,23…0,25 %) и серы (0,06%)\’ отвечает требованиям действовавшим в то время ГОСТ 380—50 и ГОСТ 380—57 для стали марки СтЗ кипящей, поставлявшейся для несварных конструкций, и не отвечает требованиям, предъявляемым к стали, поставляемой для сварных кон­струкций, согласно которым содержание углерода не должно превышать 0,22 % и содержание серы—0,055 %.