Пространственные конструкции обычно используются при строительстве терминалов аэропортов, складских помещений, исторических и торговых центров, где требуется огромное поперечное пространство. Они архитектурно привлекательны и конструктивно адаптируемы. Кроме того, пространственные конструкции имеют небольшой вес, что снижает стоимость строительства и помогает эффективно перекрывать большие зоны непрерывных пролетов.
В последние годы пространственные конструкции развиваются и обнаруживают свою полезность в современном мире строительства. Полые стальные профильные элементы и узлы с улучшенными свойствами полностью повлияли на их применение в складских помещениях.
По сравнению с обычной колонно-балочной конструкцией, дальние пространственные конструкции непредсказуемы в проектировании и нуждаются в четких правилах проектирования. Таким образом, высока вероятность получения неточных данных для математических моделей. Кроме того, из-за их простоты, однородности сетки и избыточности инженеры-строители и подрядчики склонны предполагать их прочность и стабильность.
В первичных нормах проектирования длиннопролетных стальных конструкций отсутствуют процедурные правила, поскольку нормы предполагают поведение стальной конструкции. Таким образом, опыт в их планировании, проектировании, строительстве и монтаже играет фундаментальную роль в предотвращении разрушения.
Обрушение космических конструкций имеет различные механизмы из-за различий в их структурной форме. Многослойные каркасные конструкции (MLFS) обладают исключительно большой статистической избыточностью и неопределенностью. Поэтому они не склонны к прогрессирующему разрушению даже после разрушения отдельной части. Однако прогрессирующее разрушение конструкции может произойти, если критические элементы выйдут из строя при эксплуатационной нагрузке.
Обрушение стального автомобильного моста в Миннеаполисе
Аналогичным образом, прогрессирующее разрушение может произойти в конструкциях, если критические элементы подвергаются более высокой ветровой и снеговой нагрузке. Таким образом, для предотвращения прогрессирующего разрушения конструкций необходимо использовать дополнительный коэффициент безопасности в критических элементах. Анализ чувствительности может быть использован для определения критических элементов, которые подвергаются высокой нагрузке и могут быть подвержены разрушению.
С другой стороны, разрушение однослойных каркасных конструкций (SLFS) может быть инициировано из-за смятия одного члена. Поэтому исследование устойчивости отдельных элементов очень важно. SLFS демонстрирует большую чувствительность к смятию, чем MLFS, из-за передачи усилий только через один слой. Локальное смятие в SLFS может произойти из-за проскальзывания отдельных элементов в локализованной области. В то время как глобальное смятие происходит, когда в пространственной конструкции рассматривается большая область нестабильности.
В этой статье мы рассмотрим различные причины разрушения и методологию расследования, а также два примера разрушения, относящиеся к длиннопролетным стальным конструкциям.
- 2.1 Результаты расследования
- 2.2 Причины разрушения
1. Обрушение потолка в аэропорту Шарль де Голль – терминал 2E, Франция
23 мая 2004 года произошло обрушение потолка в терминале 2E аэропорта Шарль де Голль возле выхода на посадку E50. Для конструкции шириной 30 м была спроектирована изогнутая сборная железобетонная плита толщиной 300 мм. Исследователи предположили, что бетонная сборная плита длиной 30 м рухнула на пешеходную дорожку для посадки пассажиров. Четыре человека погибли и трое получили тяжелые травмы.
Обрушение потолка терминала 2Е аэропорта Шарль де Голль, Франция
1.1 Результаты расследования
Проектная концепция, использованная для строительства потолка терминала, была несколько необычной. Было сложно понять и оценить распределение сил, так как 2D модель, сделанная проектным бюро, не соответствовала положениям кодекса. Перераспределение местных сил от стоек к панели отсутствовало. Таким образом, разрушение одного элемента в результате пробивного сдвига привело к обрушению куполообразного бетона.
В зоне разрушения бетона композитные панели, по-видимому, были нагружены более высоким уровнем нагрузки на крышу, что увеличило пробивной сдвиг на 50%. Кроме того, структурная модель не учитывала долгосрочные эффекты терминальной структуры.
В проекте было задействовано более 400 фирм, и в управлении проектом наблюдался серьезный уровень неэффективной сложности. Высокая вероятность ошибки координации была неизбежна из-за коллективных индивидуальных ошибок и просчетов. Таким образом, это сыграло решающую роль в возникновении неудачи.
Из-за задержки в выполнении работ пострадало качество собранных панелей. Кроме того, задержка вызвала несоосность между композитными панелями из бетона. Поэтому напряжения накапливались из-за эксцентрической нагрузки на композитные панели.
Было замечено, что ошибка при проектировании толщины перекрытия была компромиссом из-за архитектурных требований. Власти аэропорта сами выступали в качестве финансиста и руководителя проекта. Таким образом, не было внешнего органа, который бы проверял и регулировал проект.
Отчеты и расследования подтвердили, что потолок терминала потерпел неудачу из-за плохой практики строительства, низкокачественного бетона и отсутствия знаний в области структурного проектирования.
1.2 Причины провала
Ниже описаны основные причины прогрессирующего обрушения:
2. Обрушение крыши стадиона Султан Мизан Зайнал Абидин, Малайзия
Стадион Sultan Mizan Zainal Abidin был построен для проведения многоцелевых игр в Куала-Лумпуре, Малайзия. Вместимость стадиона составляла 50 000 мест. Стадион должен был иметь крышу в виде двух оболочек. Опоры для крыш были выполнены в виде бетонных контрфорсов и пространственной каркасной конструкции. Стадион состоял из изогнутой двухслойной пространственной сети из цилиндров и стальных шаровых соединений.
3 июня 2009 года произошло трагическое обрушение крыши стадиона вскоре после того, как он был открыт в течение одного года. К счастью, обошлось без человеческих жертв после разрушения длиннопролетной пространственной конструкции.
Обрушение крыши стадиона Султан Мизан Зайнал Абидин, Малайзия
2.1 Результаты расследования
После обрушения крыши стадиона была сформирована следственная комиссия. Комиссия сообщила, что проект стадиона не соответствовал кодовым положениям.
Инженер-строитель не учел условия поддержки при моделировании крыши стадиона. Пролет крыши был очень большим, и поэтому крыша была подвержена движениям на опорах.
Крыша была построена неэффективно и вызвала дополнительные напряжения в несущих элементах из-за перекоса. Качество материалов, характер исполнения и испытания предварительных материалов были намного ниже стандартных требований.
Инженер-конструктор не учел жесткость опор, что очень важно для большепролетных конструкций крыши. Сложность пространственной структуры была более высокой, поэтому для подготовки рабочих чертежей для строительства стадиона требовался детальный структурный анализ. Однако проектировщики не провели анализ конструкции с учетом сложной архитектурной формы стадиона.
2.2 Причины неудач
Ниже описаны основные причины обрушения крыши стадиона “Султан Мизан Зайнал Абидин”:
Вопросы и ответы
Каков механизм, стоящий за отказом многослойных каркасных структур?
Многослойные каркасные структуры (MLFS) имеют исключительно большую статистическую избыточность и неопределенность. Поэтому они не склонны к прогрессирующему разрушению даже после разрушения отдельной части. Однако прогрессирующее разрушение конструкции может произойти, если критические элементы выйдут из строя при эксплуатационной нагрузке.
Прогрессирующее разрушение может также произойти, если критические элементы подвергаются повышенной ветровой и снеговой нагрузке. Таким образом, для предотвращения прогрессирующего разрушения конструкций необходимо использовать дополнительный коэффициент безопасности в критических элементах.
Каков механизм разрушения однослойных решетчатых конструкций?
Разрушение однослойных каркасных конструкций (SLFS) может быть инициировано из-за смятия одного элемента. Поэтому исследование устойчивости отдельных элементов очень важно. SLFS демонстрирует большую чувствительность к смятию, чем MLFS, из-за передачи усилий только через один слой. Локальное смятие в SLFS может произойти из-за проскальзывания отдельных элементов в локализованной области. В то время как глобальное смятие происходит, когда в пространственной конструкции рассматривается большая область нестабильности.
Каковы причины разрушения длиннопролетных стальных конструкций?
По сравнению с обычной колонно-балочной конструкцией, длиннопролетные космические конструкции непредсказуемы в проектировании и требуют четких правил проектирования. Таким образом, высока вероятность получения неточных данных для математических моделей. Кроме того, из-за их простоты, однородности сетки и избыточности инженеры-строители и подрядчики склонны предполагать их прочность и стабильность.
В первичных нормах проектирования длиннопролетных стальных конструкций отсутствуют процедурные правила, поскольку нормы предполагают поведение стальной конструкции. Таким образом, опыт в их планировании, проектировании, строительстве и монтаже играет фундаментальную роль в предотвращении неудач.
5 катастрофических провалов фундамента в Нью-Йорке
Топ-5 самых крупных обрушений плотин в мире
Обрушение градирни на острове Уиллоу: Одна из худших строительных катастроф в истории США
Читайте далее:- Стадион Нарендры Моди: Особенности строительства самого большого крикетного стадиона в мире.
- Важные ноу-хау о прогрессирующем обрушении строительных конструкций.
- Оценка повреждений бетонных конструкций &Amp; подготовка отчета.
- 3 важных случая обрушения зданий из-за плохого управления строительством.
- Каковы причины разрушения склонов?.
- Стальные гофрированные полотна в мостовых балках.
- Что такое конструкции с выдвижной крышей?.