Обрушение металлических кон­струкций покрытия главного производственного корпуса кузнечного цеха автомобильных запасных

В 1972 г. произошло обрушение металлических кон­струкций покрытия главного производственного корпуса кузнечного цеха автомобильных запасных частей.
Главный производственный корпус одноэтажный, раз­мером в плане 126,5X168,5 м, имеет один пролет шири­ной 30 м, высотой 14,4 м и четыре пролета шириной по 24 м, высотой 12,6 (рис. 61). Каркас здания был выпол­нен из сборных железобетонных колонн с шагом 6 и 12м, металлических подстропильных и стропильных ферм с фонарями. Покрытие состоит из железобетонных сбор­ных плит с утеплителем в виде пемзовой засыпки, цемен­тной стяжки и рулонной кровлей. Плотность пемзовой засыпки в проекте принята 700 кг/м3, толщина — 10 см. Стены самонесущие из природного камня.

Основная причина обрушения конструкций перекрытия печного отделения

На основании приведенных данных установлено, что основной причиной обрушения конструкций перекрытия печного отделения над печами № 1 и 2 в сентябре 1960 г. явилась недопустимая перегрузка кровли цементной пылью. Перегрузку кровли усугубили интенсивные дож­ди, прошедшие за два месяца, предшествующие аварии.

Характер дефектов изготовления и монтажа конст­рукций

Опорные узлы стропильных ферм не были приварены монтажной сваркой к подстропильным фермам и надко­ленникам. Опорные узлы подстропильных ферм приваре­ны к надколонникам с прокладками из арматурных стер­жней вместо проектного опирания торцов пластин ка опорную плиту надколонника. Конструкции фонарей не были раскреплены вертикальными связями и не имели необходимой продольной жесткости.
Раскладка плит фонаря не по проекту вызывает уве­личение нагрузки и в полтора раза увеличивает изгиба­ющий момент в ригеле фонаря.

Обрушение покрытия печного отделения цементного завода

В 1973 г, произошло обрушение покрытия печного отделения цементного завода. Обрушились конструкции на площади около 1000 м2. В результате обрушения ос­тановились три вращающиеся печи.
Печное отделение, примыкающее к складу клинкера, представляет собой трехпролетное здание с пролетами по 12 м, состоящее из двух температурных блоков об­щей длиной 144 м (рис. 50).
Несущими конструкциями являются металлические стропильные и подстропильные фермы и колонны. Ко­лонны изготовлены из двух спаренных швеллеров № 30. Продольная устойчивость температурных блоков обеспе­чивается горизонтальными и портальными связями. За­водские соединения металлических конструкций свар­ные, монтажные — на болтах.

Анализ состояния обру­шившихся конструкций и нагрузок за весь период

Обрушение описываемых несущих конструкций по­крытия были рассмотрены научно-техническим советом ЦНИИПроектстальконструкции. Анализ состояния обру­шившихся конструкций и нагрузок за весь период по­казал:
при имевших место в течение двух зимних периодов (1970/71 и 1971/72 гг.) снеговых нагрузках и отсутствии утеплителя максимальные напряжения в конструкциях покрытия не превышали 140 МПа при расчетном сопро­тивлении металла 210 МПа. Таким образом, нагрузки не превышали расчетных и не могли являться причиной аварии;

Покрытия производственных и общественных зданий

К наиболее повторяемым авариям следует отнести обрушения металлических конструкций покрытий про­мышленных зданий, а также конвейерных галерей.
Наибольшее число обрушений металлических конст­рукций покрытий произошло в процессе их монтажа в основном из-за грубых отступлений от проектов, а так­же вследствие низкого кчества изготовления и монтажа конструкций. Следует также отметить, что наибольшее число аварий произошло со стальными конструкциями зданий, ограждающие конструкции (покрытия и стены) которых выполнялись из сборного железобетона.

Учет дополнительных нагрузок

Проектировщики и научные работники считают целе­сообразным включение в нормативные документы по проектированию требований об учете дополнительной нагрузки от пыли. Называются даже значения этой на­грузки— не менее 10 Па. С этим нельзя согласиться. В современных условиях единственно правильным явля­ется устройство фильтров, исключающих выделение пы­ли, а также, как отмечалось выше, создание специаль­ной службы по контролю за эксплуатацией покрытий.

Непосредственные причины аварии

Возможны следующие непосредственные причины аварии: обрушение фонарей пролета П — У из-за нару­шения неизменяемости конструкций в связи с отсутстви­ем вертикальных связей; к таким же последствиям мог­ло привести искривление элементов фонарей (аналогич­ные искривления обнаружены в сохранившейся части здания); разрушение стенки ригеля фонаря по оси 23 пролета П—К в коньковом узле из-за выполненного не по проекту защемления стенки (напряжение 330 МПа); разрушение закрепления крайней ноги фонаря к верти­кальной фасонке по оси 22 пролета П—К (напряжение 360 МПа); .разрушение заводского стыка ригеля фонаря пролета У — Я на оси 22, выполненного без заварки по­лок ригеля (напряжение 270 МПа), при этом полиостью отсутствовали вертикальные связи по фонарю; не исклю­чено обрушение из-за недостаточного опирания железо­бетонных плит покрытия.