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 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.

 

Недостатки, допущенные при монтаже конструкций:
замечены два случая образования трещин, которые были устранены заваркой, без анализа причин возникно­вения; одна из трещин возникла в верхнем поясе сохра­нившейся фермы пролетом 30 м по оси 31, вторая — в верхнем поясе обрушившейся фермы по оси 26, причем сечение пояса во время аварии в этом месте разрушено не было;
обнаружено несколько случаев небольших погнутос­тей элементов пояса;
из-за несовпадения отверстий для болтов в опорах болты были заменены сваркой;

Комиссия, выезжавшая на место для выяснения при­чин аварии, установила следующие недостатки, допущен­ные в проекте при изготовлении конструкций и их мон­таже:
при расчете конструкций приняты маловероятные со­четания полезных нагрузок (равномерная полезная на­грузка по всей площади галереи была суммирована с нагрузкой от оборудования на этой же площади), что при-пело к увеличению расчетных усилий в элементах ферм и к излишнему запасу прочности в этих элементах;

По данным химических и механических испытаний можно сделать вывод, что исследованный металл толщи­ной 30…32 мм является преимущественно кипящей ста­лью наиболее низкого качества и соответствует группе А без гарантированного химического состава.
Сталь отличается резко выраженной ликвацией по содержанию углерода и серы, причем в отдельных точках вблизи места предполагаемого очага разрушения содер­жание углерода было 0,38…0,4 %, что подтверждено хи­мическим анализом и проверкой микроструктуры. Такая сталь отличается повышенной хладноломкостью по срав­нению со сталью с гарантированным химическим соста­вом и не пригодна для сварных конструкций, работаю­щих в условиях отрицательных температур. Произведен­ный поверочный расчет фермы по оси 31 показал, что она имела максимальное напряжение в поясе от факти­ческих нагрузок около 103 МПа вместо 210 МПа, что составляет примерно 50 %.

Из обрушившихся конструкций были отобраны об­разцы металла для производства химических и механи­ческих испытаний. Учитывая, что свойства металла ухуд­шаются с увеличением толщины проката, исследованию подвергалась в основном универсальная и листовая сталь толщиной 30 и 32 мм, из которой изготовлялись наиболее ответственные несущие пояса конструкции. Как отмечалось выше, все изломы металлоконструкций были хрупкими.

Поперечные второстепенные конструкции (поперечные фермы, связи по верхним поясам ферм покрытия гале­реи, балки перекрытия, элементы фахверка) обрушились вместе с основными конструкциями, сильно изогнуты и скручены. Разрывы имеются только в отдельных местах.
Изломы произошли по целому металлу, около узлов в местах концентрации напряжения. Все заводские и мон­тажные сварные стыки и соединения решетки и поясов фермы не разрушены. Все изломы и разрывы свежие, без потемнений и без следов ржавчины.
Проектом было предусмотрено болтовое крепление верхних балансирных плит к фермам (шесть болтов диа­метром 25 мм на каждую плиту). В процессе монтажа ввиду несовпадения отверстий болты были заменены сварными швами. На опоре С —31 фермы С — X—31 сварные швы после обрушения срезались и отсутствовал провар.

В ноябре 1960 г. произошло обрушение пролета гале­реи конвейеров склада сырых материалов металлурги­ческого завода, предназначенной для транспорта руды от вагоноопрокидывателя на склад. По проекту галерею должны были оборудовать четырьмя ленточными кон­вейерами с шириной ленты 1200 мм и четырьмя перегру­зочными самоходными тележками.
Галерея имела внутреннее сечение 18—6 м, общую длину между осями Л и X 113 м и состояла из трех про­летов 41,5 + 30 + 41,5 м (рис. 67). Пол галереи находился на отметке 16 м.

За последние годы произошло несколько обрушений галерей конвейеров, выполненных в металлических кон­струкциях.
Основные причины обрушений этих конструкций:
применение для основных несущих конструкций (ферм, опор, колонн) стали низкого качества, не имею­щей гарантий по пределу текучести и по химическому со­ставу и обладающей повышенной хрупкостью, непригод­ной для изготовления ответственных сварных конструк­ций, особенно работающих в условиях отрицательных температур;
неудовлетворительное качество сварных швов (отсут­ствие провара, заниженные по высоте и длине размеры швов, шлаковые включения и т. п.) с наличием больших зазоров во фланцевых соединениях и отсутствие долж­ного контроля за их качеством;
отступления от проектов — утяжеление конструкций галерей, нарушение центрировки опорных сопряжений, изменение отдельных конструктивных решений узлов;
грубые отклонения при разработке чертежей КМД от КМ организациями, изготовляющими металлические конструкции галерой конвейеров;
наличие больших эксцентриситетов в местах опира-ния ферм на опоры и в соединениях отдельных частей опор;
неудовлетворительное выполнение фундаментов опор;
неудачные конструктивные решения опор галерей;
несоблюдение требований СНиП.