Причины потери устойчивости конструкций в процессе монтажа

Металлические конструкции подлежат проверке на устойчивость во время их эксплуатации, а также во время монтажа. На этапе проектирования могут возникать следующие ошибки, приводящие к потере устойчивости:

- недостаточное раскрепление конструкций, состоящих из шарнирно соединенных стержней;

- недостаточная жесткость опор и конструкций.

В стальных конструкциях важную роль играет обеспечение геометрической неизменяемости системы каркаса. Инструкции по монтажу металлических конструкций определяют частоту расположения горизонтальных и вертикальных продольных связей в перекрытиях, а также вертикальных связей между колоннами здания. Использование элементов кровли в качестве связей дает незначительную экономию стали, но может привести к потери устойчивости конструкции.

В этой связи известна катастрофа, которая произошла при монтаже промышленного цеха. В результате катастрофы произошло обрушение одиннадцати ферм в двух пролетах и пяти колонн, соединенных между собой подкрановыми балками. Для перекрытия использовались железобетонные плиты, которые должны были выполнять функции связей. Но при монтаже не проводилось жесткое соединение плит с верхним поясом фермы из-за повышенной трудоемкости и усложнения монтажа. Данная авария показала, что правильно выполненные связи имеют большое значение для обеспечения устойчивости конструкции на этапе монтажа.               

Недостаточная жесткость опор и рамных конструкций стала причиной обрушения моста во время его монтажа. Авария произошла из-за потери устойчивости стенок верхних двутавров, что привело к обрушению монтируемой конструкции. Расчеты показали, что в момент аварии в стенках двутавров возникли напряжения порядка 1200 МПа. Причиной аварии явилось недостаточное раскрепление стенок двутавров от потери устойчивости. Напряжения сжатия в стенке достигали критических значений. Не были учтены действительные монтажные величины нагрузок, действующие на конструкцию при принятом методе монтажа.    

Таким образом, состояние конструкций в процессе монтажа отличается от их состояния во время эксплуатации как по условиям опирания и закрепления, так и по действующим нагрузкам. Устойчивость металлических конструкций в процессе их монтажа является одним из наиболее решающих факторов безопасного производства, так как после установки конструкций в проектное положение, но до момента установки связи, могут возникать специфические условия ее работы. Следовательно, прежде чем определить технологию монтажа конструкций, следует проверить их прочность и устойчивость в заданных условиях. Эта проверка производится методами строительной механики и нормами проектирования стальных и железобетонных конструкций с учетом действующих монтажных нагрузок.