Подходы к обеспечению безопасности фермовых конструкций
Фермой называют жесткую металлическую конструкцию, состоящую из стержней, соединенных между собой по концам шарнирами и образующих геометрически неизменяемую систему. На этапе расчета и проектирования конструкция фермы должна удовлетворять условиям жесткости и статической определимости. Основная задача расчета фермы с точки зрения механики состоит в определении сил, сжимающих или растягивающих каждый из стержней. Усилия в стержнях могут быть определены методом вырезания узлов или методом сечений (метод Риттера).
Анализ разрушения строительных конструкций на опасных промышленных объектах показал, что помимо ошибок проектирования на надежность фермовых конструкций оказывает влияние ряд других факторов.
В качестве примера можно привести основные причины обрушений галерей конвейеров, произошедших на промышленных предприятиях:
- 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) с наличием больших зазоров во фланцевых соединениях и отсутствие должного контроля за их качеством;
- наличие больших эксцентриситетов в местах опирания ферм на опоры и в соединениях отдельных частей опор;
- неудовлетворительное выполнение фундаментов опор;
- неудачные конструктивные решения опор.
Причинами обрушений галерей были как отдельные факторы, перечисленные выше, так и их совокупность.
В настоящее время важным и актуальным направлением при эксплуатации производственных зданий является минимизация риска возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Одним из вариантов решения данной проблемы является мониторинг конструктивной безопасности и надежности фермовых конструкций. Мониторинг позволяет контролировать параметры напряженно-деформированного состояния, техническое состояние основных несущих конструкций, фактические усилия в элементах конструкций и соответствие их проектным (расчетным) данным.
