Всего лишь болты?


boltsЗапись не совсем по теме блога, но в свете недавних событий в Золитуде не могу не высказаться. Несколько соображений о том, почему это случилось. Нет, я не про то, кто виноват и кого судить, — это решит следствие и прокуратура. Сейчас — из наблюдения места событий по фотографиям, чисто технически, — почему рухнула крыша. Ни дня не проработав в строительной отрасли, но имея строительное образование (диплом инженера), всё-таки позволю себе высказать дилетантское мнение. Прошу только не делать перепост в фейсбук, драугием, одноклассники и прочие рассадники спама.

По фотографиям с места происшествия и процессу обрушения (сначала обрушились сразу все фермы одного пролета, затем другого, и, в конце концов, последнего), подозрение сразу пало на превышении нагрузки на несущие фермы. Посмотрите на фото объекта сверху: видно, что все фермы разорваны пополам, при этом практически не имеют поперечных деформаций. То есть, такое впечатление, что попросту был разорван нижний пояс. Нет ни одной целой фермы, колонны целые, без видимых повреждений. Не панели, не потеря устойчивости колонн, а именно фермы. Соответственно, причину необходимо искать в двух направлениях: перегруз крыши (все, конечно же, клянутся, что не перегружали) и в конструкции самой фермы (опять-таки, конструкторы всё делали по расчетам, как же иначе!)

Лопнул двутавр? Нет, на фотках также видно, что ферма — составная, то есть состоит из двух половинок, половинки соединены болтами. Весьма распространенный, хотя и не рекомендуемый к применению способ. Не так просто доставить и монтировать 16-метровые строительные конструкции, почему бы и не сочленить, правда, требования к расчету и риск использования значительно возрастают. Как мы видим, именно узел сочленения оказался узким местом конструкции — на фотографиях видны целые соединения верхнего и нижнего поясов с отверстиями для болтов, разрыв был именно здесь, болты, похоже, не выдержали нагрузки.

В сети распространилась информация за авторством инженера Томаса Каляса (Toomas Kaljas, CEO / Chief Engineer, Rak Tek Solutions Oy) о том, что узлы соединений сконструированы неправильно. Томас приводит аргументы в защиту своей точки зрения. Я решил ознакомиться с темой поближе и посмотрел на досуге, какие фланцевые болтовые соединения существуют для металлических ферм. Для начала почитал «Еврокодекс 1993-1-8» (на него же ссылается и Томас), а затем, поискав в сети примеры схем соединений, нашел вот это руководство: «Руководство по проектированию, изготовлению и сборке монтажных фланцевых соединений стропильных ферм с поясами из широкополочных двутавров», старое издание, 1982 год, но, думаю, принципы не очень изменились; здесь интересен именно сортамент фланцевых соединений.

Итак, на тех фотографиях последствий катастрофы, где видны соединения нижнего пояса разрушившейся фермы, можно заметить, что соединение двутавров нижнего пояса только с внутренней стороны полок. Давайте посмотрим на сортамент соединений для растянутого пояса (сортамент номер 1, решетка типа А). Нет ни одной схемы расположения болтов, соответствующей той, что видим на фото! Всегда присутствуют внешние по отношению к двутавру ряды болтов. Кстати, схемы 3,4,5 и 9 (внутренняя часть) похожи на ту, что критикует финский инженер (см. рис.4 в его заключении), — средние болты не на линии максимальных напряжений торцевой плиты. Не могу судить, кто прав и почему так. Но в любом случае, все варианты предусматривают внешние ряды болтов. А теперь посмотрите-ка на сортамент номер 3 — фланцевые соединения верхнего пояса (работающего на сжатие). Именно тут мы видим схему, подобную примененной в злосчастных фермах супермаркета, болтовые соединения только внутри двутавра. Странно. Возможно, сейчас фланцы проектируют по-другому, чем в советское время, но что-то я сомневаюсь. Похоже, конструкторы узла действительно просчитались, или на производстве перепутали элементы поясов (маловероятно).

Интересно будет посмотреть, как выглядят составные фермы в других больших магазинах. Как-то страшно смотреть, если честно. Заметил, что после этой страшной трагедии, в какое бы помещение с большими пролетами ни заходил, глаза невольно обращаются к конструкциям под потолком…

Но вот в чем действительно вопрос, так это — зачем вообще для такой важной (ключевой, если не считать фундамент и колонны) конструкции выбрано не самое рекомендуемое, мягко говоря, решение? Мгновенное разрушение в случае превышения нагрузки, никаких тебе пластических деформаций, на которые можно было бы обратить внимание, дополнительные риски, связанные с надежностью болтов… почему? Как, интересно, двигалась мысль конструктора, неужели желание облегчить процесс транспортировки строительных конструкций перевесило интуитивное ощущение риска?

Кстати, см. мой предыдущий пост о том, что бояться принимать решения — непродуктивно: вот тебе и на’; есть профессии, где, прежде чем решать, надо много-много раз подумать. Не много, как везде, а именно много-много. Сто раз отмерить, сто раз примерить, пару раз испытать. Не бояться, но и не пороть горячку.

А с другой стороны, ведь интуиция как раз и подсказывает, что применение болтовых соединений в растянутых поясах — не самый лучший способ, почему же им воспользовались? Только потому, что «не рекомендуется, но если очень надо, то можно»?

Updated: В новостях появилось сообщение: «Būvinženieru savienība: Zolitūdes traģēdijā, visticamāk, vainojama kļūda būvprojektā». Конструкторская ошибка в соединении растянутого пояса ферм. Черт, не хотел бы я оказаться на месте этих конструкторов, такая уж профессия, цена ошибки может оказаться недопустимо высокой. Всего лишь несколько болтов…

Updated: Новости от продавца тех самых болтов: «‘Vikom Industry’ pieprasījis skrūvju ražotāja sertifikātus pirms gandrīz trīs gadiem pirktām skrūvēm». Насколько я понимаю, сообщение о классе заказанных производителем ферм болтов и их размерах ничего не говорят: всё зависит от нагрузки, количества и схемы соединения, о чем продавец вряд ли в курсе. Высокопрочные болты должны быть класса не ниже 4.6 без предварительного натяжения и не ниже 8.8 с предварительным натяжением, да и вообще — возможно, пресловутые болты были заказаны у другого продавца.

Хм, все говорят — подозрительно, что такие тонкие, что не лопнули, а пластично вытянулись сквозь отверстия. Производитель ферм просчитался? Вроде как «не мальчик»…

Updated: «Привлеченные RE&RE эксперты нашли ошибки в проекте золитудской Maxima«: «…главными причинами обрушения крыши ТЦ являются допущенные на стадии разработки техпроекта стройконструкций грубые ошибки в определении нагрузок на конструкции перекрытия, а также — недостаточно просчитанная несущая способность соединительного узла нижнего пояса стальной фермы крыши. Она оказалась втрое меньше необходимой.»

Updated: «Jānis Ošlejs: Likumos nepieciešamās izmaiņas Zolitūdes traģēdijas atkārtošanās novēršanai» (latviski). Согласен полностью. Проектировать так, чтобы, в случае потери несущей способности одного из элементов конструкции не допустить «цепной реакции», обрушения всего здания.

Реклама

2 Replies to “Всего лишь болты?”

  1. а говоришь — мнение дилетантское.. ;) подход — как у эксперта! Даже со ссылками на источники.

    1. Разумеется дилетантское, тем более, что я давно уже далек от расчетов и современных технологий. А ты, как человек близкий к проектированию, в том числе металлоконструкций, что думаешь (раз уж оставил коммент), почему мы принимаем неоптимальные решения при отсутствии действительно веских ограничений? Надеемся на авось?

      Ну не в строительстве же, да?

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.