鋼板庫冬季倒塌事故原因分析

鋼板庫倒塌、開裂、變形造成的幾大原因是： ? ? ? ?1、設計強度大多嚴重不足 ? ? ? ?筆者本人有幸參與過多家公司數(shù)十座在用鋼板庫的設計、咨詢工作，并于2008年~2009年期間設計了國內(nèi)當時最大的兩個五萬噸水泥鋼板庫和一個60m直徑10萬噸的熟料庫，目前使用正常，這幾個鋼板庫多次利用停窯期間對鋼板庫進行了檢驗，未發(fā)現(xiàn)任何影響安全的結(jié)構(gòu)缺點和隱患，完全可安全使用，因此積累一定的設計經(jīng)驗。筆者結(jié)合自己的設計經(jīng)驗對已開裂、倒塌的鋼板庫驗算后發(fā)現(xiàn)，部分設計強度較高的鋼板庫雖然底部出現(xiàn)開裂，有些裝料達到70%以上未倒塌，而已倒塌的鋼板庫大多數(shù)設計強度嚴重不足，這些鋼板庫中有不少無論環(huán)向抗拉還是豎向抗壓強度均存在嚴重不足，尤其穩(wěn)定性差距很大，分析造成的原因，系設計人員設計時對物料特性不了解，設計參數(shù)取值不對，造成設計表象過關，實際強度不足；當然有的項目設計實際是由于市場競爭原因引起，設計者明知強度不足，但按經(jīng)驗抱僥幸過關心理。設計上的失誤造成了鋼板庫存在巨大安全隱患。 ? ? ? ?2、庫體結(jié)構(gòu)不合理、荷載指標挑選不當 ? ? ? ?鋼板庫外表給人感覺不過是一儲物容器，實際上由于庫內(nèi)存放的物料不同，對鋼板庫壁產(chǎn)生的力有很大的區(qū)別，尤其建材行業(yè)物料特性差距很大，不區(qū)別設計根本無法滿足安全使用的要求，也就是說，存放熟料的鋼板庫，并不一定適合存放水泥，更不一定適合存放粉煤灰，總之設計必須按物料特性進行。每一個鋼板庫設計時不僅要按物料特性進行設計，還必須按建材行業(yè)的特色進行設計。建材行業(yè)的鋼板庫與糧食、石油行業(yè)的鋼板庫有較大的區(qū)別，如石油行業(yè)鋼板庫庫頂僅需考慮風載、雪載、自重荷載等，其他荷載較少或較小，而建材行業(yè)除此之外，還有很大的設備荷載、廊道荷載、檢修荷載、積灰荷載等，設計人員如對這些荷載特色了解不夠，必然會造成庫壁設計強度不足，留下安全隱患，從事故鋼板庫圖紙看，這方面考慮都有欠缺。鋼板庫的結(jié)構(gòu)設計不僅僅是鋼結(jié)構(gòu)部分的結(jié)構(gòu)設計好了就安全，如果基礎設計不合理、基礎與鋼板庫連接形式不當，當遇到極端低溫時由于結(jié)構(gòu)受限，發(fā)生庫體破壞的可能性加大，2012年12月的事故有很多鋼板庫就是由此引起的。 ? ? ? ?另一重要原因是，很多發(fā)生事故的大型鋼板庫的設計，基本上沿用的是20m以下的鋼板庫結(jié)構(gòu)形式，因此造成已發(fā)生事故的鋼板庫20m以上的多，20m以下的少，這些鋼板庫發(fā)生倒塌事故時很多并沒有裝滿物料，有的裝料還不足三分之一。這些庫由于強度嚴重不足，結(jié)構(gòu)又不合理，當發(fā)生急劇低溫時，局部出現(xiàn)強度需求急劇增加，高于強度極限后造成結(jié)構(gòu)破壞，出現(xiàn)倒塌事故 自然在所難免。 ? ? ? ?3、低溫環(huán)境影響 ? ? ? ?勿容置疑低溫對鋼板庫的倒塌是一重要誘因，但可以肯定地說不是決定因素，否則我國大部分寒冷地區(qū)的任何一種鋼板庫、鋼結(jié)構(gòu)均不可正常使用，早就凍壞了。已倒塌的鋼板庫中，筆者經(jīng)現(xiàn)場查看少數(shù)鋼板破壞處斷口較平齊，斷面收縮率小，外觀上無明顯的宏觀變形，應該說這種情況與脆性斷裂特征接近，鋼板庫為“凍壞”，但大部分倒塌的鋼板庫并非如此，系設計上結(jié)構(gòu)明顯受限，低溫環(huán)境下鋼板庫結(jié)構(gòu)受限的影響考幾乎未考慮，造成鋼板庫局部破壞后引起倒塌。低溫環(huán)境下使用的鋼板庫，結(jié)構(gòu)設計時必須充分考慮膨脹收縮對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，結(jié)構(gòu)設計合理、強度富裕足夠，低溫環(huán)境影響對結(jié)構(gòu)的破壞力就可消除，結(jié)構(gòu)就可安全使用。 ? ? ? ?4、選材不合理 ? ? ? ?筆者前面多次提到提到鋼板庫采用普通Q235B板可安全使用，并不代表采用低溫鋼板不好，相反，已倒塌的鋼板庫中，部分鋼板庫 如果當時采用的是低溫鋼板，這些鋼板庫就可以避免倒塌，低溫鋼板在低溫條件下，冷縮系數(shù)小于普通板，在結(jié)構(gòu)存在缺點時，應力增加小，產(chǎn)生破壞的力也小很多，同時，在使用溫度范圍內(nèi)鋼板不會出現(xiàn)低溫“冷脆”現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)破壞的可能性也就大大下降，因此低溫地區(qū)鋼板庫新建及加固過程當中，建議采用低溫板，既安全又對下降造價十分有利。 ? ? ? ?5、施工質(zhì)量缺點 ? ? ? ?近幾年由于鋼板庫建設速度加快，施工管理存在較多不到位現(xiàn)象，加之有些建設單位事先準備不充分，建設時又想盡快投入使用，造成施工單位無法按正常速度進行施工，質(zhì)量難以保證；另一方面由于施工單位技術水平參差不齊，建設單位為節(jié)省投資，挑選低價單位，進一步造成了工程質(zhì)量下降，因此也就出現(xiàn)了同時建設的幾個鋼板庫，搶速度的庫先倒，質(zhì)量稍好的后倒。此種情況下前面的設計、選材即使做得再好，后面的施工質(zhì)量把關不嚴，鋼板庫出現(xiàn)事故也不足為奇。 ? ? ? ?6、使用不當也是造成鋼板庫發(fā)生事故的原因之一 有些使用單位，在鋼板庫使用過程當中，鋼板庫建成后又任意加大庫體上的荷載，如庫頂增加設備、增加廊道或廊道上加荷載，裝載時加大裝載量（大多由于設計時容積富裕多、強度富裕又不足），庫側(cè)增加荷載，庫體隨意開孔等，例如某單位設計4萬噸的鋼板庫，發(fā)生倒塌事故時，粉煤灰裝載量居然達到了6萬噸，這些做法加大了發(fā)生事故的幾率，需引起高度警惕。 鋼板庫發(fā)生倒塌事故當然不僅僅只有上述原因，就筆者了解的情況而言，主要是這次大范圍的事故中，上述原因具有較普遍的代表性。鋼板庫作為近幾年大力推廣的倉儲裝備，短期內(nèi)出現(xiàn)如此多的重大事故，無論建設單位或施工單位都應進行反思，造成這些事故無論 建設單位或施工單位都有一定的責任。這些鋼板庫事故筆者認為是完全可以避免的。 ? ? ? 鋼板庫大力推廣之初是為了下降投資，但為了節(jié)省投資，不可忽視安全，建議鋼板庫建設單位合理控制投資，不要助長低價惡性競爭，最終坑害自己。