Аварии стальных конструкций, вызванные условиями эксплуатации

Установлено, что около 80 % аварий стальных конструкций обусловлены человеческими ошибками, когда суммарный запас прочности конструкции, обеспеченный нормативными коэффициентами надежности, не в состоянии обеспечить безаварийное состояние. Источниками ошибок выступают недостаточный уровень профессиональных знаний, отсутствие практического опыта, недостаток информации, халатность и безответственность. Анализ показывает, что до 25% аварий связаны с нарушением правил технической эксплуатации зданий и сооружений. Ошибки проектирования и превышение нагрузок являются причиной примерно 10 % аварий.

Безотказная работа стальных конструкций меняется в зависимости от времени и условий эксплуатации. Выделяют три временных периода эксплуатации стальных конструкций:

- период начальной эксплуатации,

- период нормальной эксплуатации,

- период старения.

 Большое число аварий происходит в период начальной эксплуатации, когда в конструкциях обнаруживаются проектные или производственные ошибки. Этап нормальной эксплуатации характеризуется относительно низкой вероятностью аварий. На данном этапе решающая роль принадлежит соответствию условий эксплуатации требованиям проектной документации. В период старения значительно возрастает вероятность возникновения аварий ввиду длительного воздействия на конструкцию неблагоприятных факторов.

Стальные конструкции создаются на основе проектных расчетов, выполняемых по критериям статической устойчивости и выносливости. Данные расчеты производятся исходя из заданных нагрузок и принятых расчетных схем как отдельных элементов, так и конструкции в целом. Поэтому преждевременный выход конструкции из строя напрямую связан с изменением нагрузок или статических схем.

Причинами изменения нагрузок могут быть:

- укладка плит кровельного покрытия большей толщины с целью сглаживания дефектов изготовления;

- укладка теплоизоляции из пенобетона с высоким удельным весом;

- скапливание пыли от промышленного производства;

- чрезмерная снеговая нагрузка;

- увеличение влияния динамических нагрузок вследствие неудовлетворительного состояния путей или подвижного состава;

- воздействие эксплуатационных нагрузок, не предусмотренных проектом;

- чрезмерное скопление отходов производства.            

Известен случай частичного разрушения однопролетного цеха, предназначенного для производства цемента. Авария произошла после сорока лет эксплуатации. Причиной аварии явился толстый слой снега, смешанный с цементной пылью. Вес данной смеси в три раза превышал нормативную нагрузку. 

Причинами аварий могут быть изменения статической схемы конструкции. Данные изменения могут произойти по причине применения конструктивных решений, требующих постоянного наблюдения. К таким конструктивным решениям можно отнести шарнирно-подвижные опоры и болтовые соединения с овальными отверстиями, которые из-за коррозии или запыления могут потерять работоспособность. Вместо данных конструктивных элементов рекомендуется применять качающиеся опоры или опоры на тягах. Такие опоры позволят обеспечить необходимую свободу деформаций.

Комплексное решение задач при эксплуатации стальных конструкций, исключающее изменение нормативных нагрузок и статических схем, позволит значительно снизить риск аварий с тяжелыми последствиями.