Научная статья на тему 'Проведение экспертизы промышленной безопасности здания, в котором используются подъемные сооружения'

Проведение экспертизы промышленной безопасности здания, в котором используются подъемные сооружения Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
77
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ / КРАНОВЫЕ ПУТИ / INDUSTRIAL SAFETY EXPERT REVIEW / GANTRY RAILS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Нестратов Михаил Юрьевич, Ребров Вячеслав Валерьевич, Смирнов Юрий Юрьевич, Тян Андрей Александрович, Попов Дмитрий Валентинович

Рассмотрен пример проведения экспертизы промышленной безопасности здания, в котором используются подъемные сооружения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Нестратов Михаил Юрьевич, Ребров Вячеслав Валерьевич, Смирнов Юрий Юрьевич, Тян Андрей Александрович, Попов Дмитрий Валентинович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

An example of carrying out industrial safety expert review of the building is considered in which uplift constructions are used.

Текст научной работы на тему «Проведение экспертизы промышленной безопасности здания, в котором используются подъемные сооружения»

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.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.