CC BY
28
Технические науки — от теории к практике ___________________№ 11 (47), 2015 г
Таким образом после выполнения рекомендаций требования нормативной документации предъявляемые к помещениям категории А выполняются.
Список литературы:
1. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.
2. СП 56.13330.2011 Производственные здания.
СибАК
www.sibac.info
ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРТИЗЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЗДАНИЯ, В КОТОРОМ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ПОДЪЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Нестратов Михаил Юрьевич
канд. техн. наук, технический директор ООО «Альянс-Эксперт» РФ, г. Волгоград E-mail: alians-ekspert@mail. ru
Ребров Вячеслав Валерьевич
начальник экспертного отдела ООО «Альянс-Эксперт»
РФ, г. Волгоград E-mail: alians-ekspert@mail. ru
Смирнов Юрий Юрьевич
эксперт ООО «Альянс-Эксперт» РФ, г. Волгоград E-mail: alians-ekspert@mail. ru
Тян Андрей Александрович
инженер ООО «Альянс-Эксперт» РФ, г. Волгоград E-mail: alians-ekspert@mail. ru
Попов Дмитрий Валентинович
эксперт ООО «Альянс-Эксперт» РФ, г. Волгоград E-mail: alians-ekspert@mail. ru
234
Технические науки — от теории к практике № 11 (47), 2015 г_______________________
www.sibac.info
CARRYING OUT OF INDUSTRIAL SAFETY EXPERT REVIEW OF THE BUILDING IN WHICH UPLIFT CONSTRUCTIONS ARE USED
Mikhail Nestratov
candidate of Technical Sciences, Technical Director
of LLC “Alyans-Expert”, Russia, Volgograd
Vyacheslav Rebrov
head of Expert Department of LLC “Alyans-Expert ”,
Russia, Volgograd
Yuriy Smirnov
expert of LLC “Alyans-Expert ”, Russia, Volgograd
Andrey Tyan
engineer of LLC “Alyans-Expert”, Russia, Volgograd
Dmitry Popov
expert of LLC “Alyans-Expert ”, Russia, Volgograd
АННОТАЦИЯ
Рассмотрен пример проведения экспертизы промышленной безопасности здания, в котором используются подъемные сооружения.
ABSTRACT
An example of carrying out industrial safety expert review of the building is considered in which uplift constructions are used.
Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности; крановые пути.
Keywords: industrial safety expert review; gantry rails.
Экспертиза проводилась с целью определения соответствия объекта предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности. При проведении экспертизы устанавливалась полнота и достоверность относящихся к объекту экспертизы документов,
235
Технические науки — от теории к практике _________________№ 11 (47), 2015 г
предоставленных заказчиком, оценивалось фактическое состояние строительных конструкций.
Классификационный признак объекта в соответствии с перечнем областей аккредитации экспертных организаций в Системе экспертизы промышленной безопасности:
3. Проведение экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений на опасных производственных объектах:
3.8. На которых используются подъемные сооружения.
Строительство объекта экспертизы было начато в 1944 году и продолжалось до 1947 года. Сначала была построена первая очередь здания - пролёт I в осях В-Г, затем вторая - пролёты II и III в осях Б-В и А-Б.
Оборудование, являющееся источником негативных воздействий на строительные конструкции (повышенных температур, вибраций, химически агрессивных веществ и т. д.) отсутствует.
Цех имеет в плане прямоугольную форму. Размеры здания по осям 174x84,44 м, высота до конька кровли 20,53 м.
С конструктивной точки зрения здание представляет собой трехпролетный смешанный каркас. Ширина каждого пролета 24 м. Поперечные рамы смонтированы с шагом 6 м и разделены на температурные блоки длиной 60-54-60 м.
Колонны каркаса по осям А и Б стальные сварные, по оси А -сплошного сечения, по оси Б - сквозные с решёткой из уголков. Колонны по осям В и Г железобетонные сечением 450x900 мм до консолей и 450x900 мм - в выше консолей.
В качестве несущих стропильных конструкций во всех трёх пролётах применены стальные сварные фермы из парных уголков. Отметка низа ферм пролёта А-Б +16,700, пролётов Б-В и В-Г - +12,650. В пролётах Б-В и В-Г на фермах смонтированы стальные конструкции продольных светоаэрационных фонарей пролётом 12 м.
На верхние пояса ферм и фонарей с шагом не более 2 м опираются стальные прогоны из прокатных профилей. По ним уложены малоразмерные сборные железобетонные ребристые плиты длиной до 2,05 м и шириной 0,5 м. В ендовах кровли из плоских доборных плит сформированы водосборные желоба.
В каждом из трёх пролётов цеха размещены по четыре мостовых электрических крана среднего режима работы (режимы 5К и 6К).
В здании применены разрезные подкрановые балки из сварных двутавров высотой 1392 мм в пролёте А-Б и 788 мм в пролётах Б-В и В-Г. Рельсовый путь в пролёте А-Б выполнен из рельсов типа КР-100, проектная отметка головки +12,700 м. В пролётах Б-В и В-Г
СибАК
www.sibac.info
236
Технические науки — от теории к практике № 11 (47), 2015 г_______________________
www.sibac.info
применены рельсы типов Р-50 и КР-70, отметки головок +10,065 м. Крепление рельсов к подкрановым балкам выполнено при помощи прижимов, приваренных к верхним поясам балок. Крановые пути по концам оборудованы тупиковыми упорами.
Пространственная жесткость и геометрическая неизменяемость каркаса здания в поперечном направлении обеспечивается жесткостью поперечных рам, а в продольном направлении - вертикальными связями между колоннами и горизонтальными поперечными связями в уровне нижних и верхних поясов ферм, а также жёсткостью диска покрытия.
При проведении экспертизы были выявлены множественные дефекты и повреждения строительных конструкций здания. В частности были выявлены многочисленные трещины в верхних поясах подкрановых балок и разрывы анкерных болтов крепления балок к колоннам. Появление данных трещин обусловлено рядом причин:
1. В применённой конструкции опорного узла разрезных балок, нагрузка на колонны передаётся путем непосредственного опирания нижних поясов балок на консоли. Крепления балок к колоннам, предотвращающие смещение опорных узлов в горизонтальной плоскости, выполнены при помощи вертикальных ребер. Высота ребер составляет 70-80 % от высоты стенок балок. Данный способ крепления препятствует свободному повороту опорных сечений балок под нагрузкой и создаёт частичную неразрезность. Скрепления балок между собой выполнены на болтах через стальные накладки. Зона размещения болтов в стыках составляет 70-80 % от высоты балок, что создаёт частичную неразрезность в них [2]. Применённая проектная конструкция стыка тормозных листов с помощью накладок и общее крепление соседних балок по верхним поясам также создают частичную неразрезность в уровне верхних поясов подкрановых балок. Кроме того, в рёбрах жесткости балок, включая опорные, отсутствуют срезы углов в местах пересечения с поясными швами (Рисунки 1-3).
237
www.sjbac.info
Технические науки — от теории к практике __________________________№ 11 (47), 2015 г
Рисунок 1. Узел крепления подкрановых балок
Рисунок 2. Узел крепления подкрановых балок
238
Технические науки — от теории к практике № 11 (47), 2015 г_______________________
www.sibac.info
Данное проектное решение является устаревшим и не соответствует расчётной схеме балок.
2. Эксплуатирующей организацией было выполнено дополнительное непроектное крепление всех подкрановых балок вдоль осей Б, В и Г к колоннам. Балки осей Б и Г дополнительно закреплены к колоннам стальными хомутами (траверса из двутавров и два тяжа). Стенки балок пролётов Б-В и В-Г вдоль оси В стянуты между собой тяжами. Примененное усиление опорных узлов балок неэффективно. (Рисунок 4).
3. Узлы опирания подкрановых балок пролётов Б-В и В-Г в осях 20-23/В, 26-29/В усилены дополнительными балками из прокатных двутавров № 45 и № 35Б2. Из-за отсутствия жёсткого крепления балок усиления к колоннам, они работают по типу качелей. Примененное усиление опорных узлов балок неэффективно. (Рисунки 5-6).
Рисунок 4. Узел крепления подкрановых балок
Рисунок 5. Узел крепления подкрановых балок
239
Технические науки — от теории к практике __________________________№ 11 (47), 2015 г
Рисунок 6. Узел крепления подкрановых балок
Исследованиями качества стали несущих металлоконструкций установлено нижеследующее.
По результатам механических испытаний стандартных образцов сталь подкрановых балок пролёта А-Г и пролёта Б-В соответствует маркам Ст3сп и Ст3пс соответственно. Сталь подкрановых балок пролёта А-Б соответствует марке Ст2кп. Сталь конструкций покрытия соответствует марке Ст3пс.
По химическому составу сталь подкрановых балок пролёта А-Г и пролёта Б-В соответствует марке Ст3сп(пс). По данным химического анализа сталь подкрановых балок пролёта А-Б соответствует марке Ст2кп [1].
Испытания образцов на ударную вязкость выявили её резкое уменьшение (в 6-12 раз) при снижении температуры с +20 °С до -20 °С. Данное обстоятельство указывает на возможность хрупкого разрушения конструкций при отрицательных температурах.
По микроструктурному строению материал исследованных образцов относится к доэвтектоидной стали.
Сталь подкрановых балок пролёта А-Б имеет худшую микроструктуру, чем сталь подкрановых балок пролёта В-Г.
Средний размер зерна на исследованных участках образцов находится в пределах от 0,0356 до 0,0426 мм, что соответствует эталонному номеру зерна G(6).
В результате проведения натурных испытаний подкрановых балок методом тензометрии выявлено следующее.
Характер изменения напряжений в поясах подкрановых балок указывает на наличие частичной неразрезности в опорных узлах, которая является следствием применённых проектных конструктивных решений.
СибАК
www.sibac.info
240
Технические науки — от теории к практике № 11 (47), 2015 г_______________________
www.sibac.info
Проведёнными исследованиями выявлено, что из-за более короткого пути передачи нагрузок напряжения в верхнем поясе балок выше, чем в нижнем поясе. Он более чувствителен к силовым воздействиям мостовых кранов, что усиливает циклический характер изменения напряжений в нём, и, как следствие, в сочетании с другими факторами, повышает его предрасположенность к усталостному разрушению (появлению трещин).
Наибольшие различия между статическими напряжениями в поясах проявляются при небольших нагрузках на балки (от крана с малым грузом или без него). При больших нагрузках статические напряжения в поясах выравниваются, а чувствительность верхнего пояса к силовым воздействиям возрастает.
Результаты поверочных расчётов подкрановых балок позволяют констатировать следующее.
Выявленное на момент обследования фактическое конструктивное решение подкрановых балок с выключенными из работы тормозными конструкциями снижает горизонтальную жёсткость балок, вызывает перенапряжение в опорных рёбрах и подлежит исправлению.
Восстановление проектной конструкции опорных узлов балок не устранит причины их повреждения и, следовательно, является нецелесообразным.
В рамках экспертизы были разработаны конструктивные решения, предусматривающие включение тормозных конструкций в работу и доработку опорных узлов балок.
После проведения реконструкции кранового пути, согласно разработанным рекомендациям, фактическая работа конструкций стала соответствовать их расчётной схеме, увеличилась вертикальная и горизонтальная жёсткость балок.
Вместе с тем, из-за невозможности полного исправления всех устаревших конструктивных решений и для уменьшения риска повреждения стенок в опорных узлах балок пролета А-Б, было рекомендовано исключить возможность сближения менее чем на 4-5 м кранов грузоподъемностью 75 т при одновременном подъеме каждым из них груза тяжелее 63 тонн.
За прошедшие семь лет после переработки узлов и выполнения рекомендованных мероприятий новых повреждений в узлах крепления подкрановых балок к колоннам не выявлено.
241
Технические науки — от теории к практике ___________________№ 11 (47), 2015 г
Список литературы:
1. ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества.
2. РД 10-138-97 «Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин. Часть 1. Общие положения. Методические указания». Утвержден постановлением № 14 от 28.03.1997 Госгортехнадзор России.
3. СП 56.13330.2011 Производственные здания
4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения». Утверждены Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, от 12.11.2013 № 533.
СибАК
www.sibac.info
242
