Основные причины аварийных разрушений промышленных зданий нефтегазового комплекса Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

А.к. Еремин, к. т. н., ООО «ВЕЛД»

основные причины аварийных разрушений промышленных зданий нефтегазового комплекса

Основные промышленные предприятия в Советской России были построены в начале или середине двадцатого века. Срок эксплуатации производственных зданий ограничен несколькими десятилетиями (от десяти до пятидесяти лет). Таким образом, можно утверждать, что на сегодняшний день практически все крупные промышленные предприятия в Российской Федерации представлены устаревшим «основным фондом».

(Окончание. Начало в №12(2006)) В соответствии со СНиП 2.03.01-84 при классе здания по степени ответственности 2 марка бетона по морозостойкости F75 назначается при влажности внутри помещения больше 75% и расчетной температуры ниже -400С или при влажности 60-75% и расчетной температуре ниже -400С для зданий 1 класса ответственности. При расчетной температуре наружного воздуха -20...-40°С и относительной влажности более 75% для зданий 2 класса ответственности достаточно F50, а при относительной влажности 60-75% и этих же параметрах наружного воздуха достаточно для зданий 2 класса ответственности достаточно F35. Обобщенные результаты обследований промышленных зданий нефтегазового комплекса приведены в таблице 4. Для учета влияния всех вышеперечисленных факторов необходимо владеть универсальной формулой, включающая совокупность всех дефектов элементов, а так же отклонений от норм. Рассмотрим пример: вес покрытия типового блока трехпролетного цеха (по 30 м) длиной 144 м со сборными же-

лезобетонными плитами составляет 3440 тн, в зимний период в зоне Урала 3613 тн, а при слое промышленной пыли в 10 см в нем может достигать 3925 тн, т. е. над контролируемой зоной площадью 13 тыс. м2 висят 62 железнодорожных вагона. Таким образом, можно утверждать, что данное здание подвергается ускоренному износу, нежели запланировано в проекте. Так же на это здание оказывают влияние и иные факторы, уменьшающие фактический срок безопасной нормативной службы (промерзание, ошибка проекта, проточные воды.). Следовательно, при расчете совокупного влияния на здание необходимо исходить из следующей аддитивной модели: Вс = А1 + А2 + А3 + ... + Ап (1)

где Вс — совокупное влияние факторов на ускоренный износ здания. А1, А2, А3,..., Ап — факторы, влияющие на ускоренный износ здания Между тем, каждый из факторов имеет свою количественную систему измерения (%, 0С, тн, см, и т.д.) А следовательно все факторы необходимо привести к единому знаменателю. Для этого каждый элемент Ап разделим на его

нормальное значение Апогтп предусмотренное СНИПами и ГОСТами при проектировании здания. Таким образом, получим отклонения каждого из факторов от нормы, выраженные в %. Но отклонения одних факторов может быть несоизмеримо по отношению к другим, в силу их специфичности. Следовательно, нам понадобиться классифицировать факторы «по степени важности» с присвоением им соответствующего понижающего или повышающего коэффициента.

Произведем расчет коэффициента совокупного влияния факторов на ускоренный износ промышленного здания нефтегазового комплекса, расположенного в Уральском регионе. Для этого необходимо знать реальные условия эксплуатации, а так же нормативные значения, используемые при проектировании. Возьмем несколько нормативных значений заданных нами параметров:

1. Вес снегового покрова 150 кг/м2

2. Скорость напорного ветра 35 кг/м2

3. Расчетная температура холодной пятидневки — минус 350С

4. Средняя температура более холодных суток — минус 380С

54 \\ ТЕРРИТОРИЯ нефтегаз \\

\\ № 2 \\ февраль \ 2007

\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\

Таблица 5. Таблица отклонений

Коэффициент отклонение ранжировка отклонений поправочный коэффициент

1.Скорость ветра 0,03275 1 0,9

2.Температура пятидневки 0,05325 2 0,8

Э.Сейсмичность 0,08275 4 0,6

4.Холодные сутки 0,06225 3 0,7

5. Сейсмичность площадки 4 баллов по шкале MSK

6. Срок эксплуатации свыше 10 лет Реальные же значения указанных выше параметров составляют:

1. Вес снегового покрова 140 кг/м2

2. Скорость напорного ветра 42 кг/м2

3. Расчетная температура холодной пятидневки — минус 390С

4. Средняя температура более холодных суток — минус 420С

5. Сейсмичность площадки 5 баллов по шкале MSK

Таким образом, получаем 5 факторов (К,), используемых для расчета коэффициента совокупного влияния факторов на ускоренный износ

К,

или

К

А - А

"факт/ лт1п/

А - А

"тах/ пт1П|

пфакт/

(2)

(3)

Произведем расчет по формуле (3): 140

Квеса снега = ——= 0,933

150

|>темп_пятидневки

'^сейсмичности

39 —3—5

1,114

Кх

—4—2 —3—5

42 38

- = 1,25 = 1,2 1,105

четах участвовать не будет, так как его значение меньше единицы, а следовательно, проектирование и строительство здания было сделано с запасом прочности по данному критерию. Для дальнейшей работы нам необходима «таблица ранжирования» для предоставления каждому из вышеуказанных факторов поправочного коэффициента.

Рассчитаем средний коэффициент

К.средн

П

2К,

К,средн = ———= 1,16725 (4)

П

п — количество факторов (в нашем случае 4)

Далее рассчитаем отклонение каждого из факторов (табл. 5) от К1средн ДК, = |К, - К,сррея| (5)

Ранжировка отклонений производилась исходя из принципа: наименьшему отклонению — индекс 1, следующему по величине — 2 и т.д. Поправочный коэффициент рассчитан исходя из ранжировки коэффициента. Поправочный_Коэфф/ = 100 - Ранж.10 (6) Следовательно, коэффициент отражающий совокупное влияние на ускоренный износ здания будет равен: ^ Afakt1

¿п=1(--Кпоправ,)

Ксв

Апогт,

(7)

По результатам расчетов у нас получилось 5 значений факторов от 0,933 до 1,25. Коэффициент веса снегового покрова равный 0,933 в дальнейших рас-

Ксв = (1,2*0,9 + 1,114*0,8 + 1,105*0,7 + 1,25*0,6)/4 = 0,873675 Следовательно при расчете износа зданий, необходимо учитывать вышеука-

К

№ 2 \\ февраль \ 2007

занный коэффициент. Т.е. если предположим, было рассчитано и построено здание с запасом прочности 20 лет (до первого обследования технического состояния), то этот срок необходимо скорректировать на величину Ксв. и тогда он будет составлять 17 лет и 6 месяцев. В заключении необходимо заметить, что данная методика расчета универсальна. Тем не менее, она будет тем точнее, чем большее количество факторов будет участвовать в расчете. Рекомендуется производить расчет для каждого предприятия в отдельности с учетом особенностей окружающей среды и спецификой производства. Не смотря на это абсолютное значение не может быть достигнуто, так как существует множество факторов влияние которых не возможно спрогнозировать и тем более оценить.

библиографический список

1. «Предотвращение аварий зданий и сооружений. Межвузовский сборник научных трудов». Магнитогорск, 2003 г.

2. «Предотвращение аварий зданий и сооружений. Межвузовский сборник научных трудов». Магнитогорск, 2002 г.

3. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И.Носова. «Архитектура. Строительство. Современные инженерные системы». № 2/2003, Магнитогорск, 2003 год.

4. Международный научно-технический журнал. «Недвижимость. Экономика. Управление» №5/2003, издательство «АСВ», 2003 год.

5. «Проблемы эксплуатации и оценка технического состояния строительных промышленных фондов, отработавших установленные сроки». Материал ы семинара-совещания, 21-24 ноября 2001 года, г. Челябинск. Научно-информационный сборник №1. Челябинск, 2002 год.

6. В.В.Леднев, В.И.Скрылев, «Предупреждение аварий», учебник для ВУЗов, изд. АСВ, Москва, 2002. - 240 с.

WWW.NEFTEGAS.INFO

\\ промышленная безопасность \\ 55