钢板库冬季倒塌事故原因分析

钢板库倒塌、开裂、变形造成的几大原因是：        1、设计强度大多严重不足        笔者本人有幸参与过多家公司数十座在用钢板库的设计、咨询工作，并于2008年~2009年期间设计了国内当时最大的两个五万吨水泥钢板库和一个60m直径10万吨的熟料库，目前使用正常，这几个钢板库多次利用停窑期间对钢板库进行了检验，未发现任何影响安全的结构缺点和隐患，完全可安全使用，因此积累一定的设计经验。笔者结合自己的设计经验对已开裂、倒塌的钢板库验算后发现，部分设计强度较高的钢板库虽然底部出现开裂，有些装料达到70%以上未倒塌，而已倒塌的钢板库大多数设计强度严重不足，这些钢板库中有不少无论环向抗拉还是竖向抗压强度均存在严重不足，尤其稳定性差距很大，分析造成的原因，系设计人员设计时对物料特性不了解，设计参数取值不对，造成设计表象过关，实际强度不足；当然有的项目设计实际是由于市场竞争原因引起，设计者明知强度不足，但按经验抱侥幸过关心理。设计上的失误造成了钢板库存在巨大安全隐患。        2、库体结构不合理、荷载指标挑选不当        钢板库外表给人感觉不过是一储物容器，实际上由于库内存放的物料不同，对钢板库壁产生的力有很大的区别，尤其建材行业物料特性差距很大，不区别设计根本无法满足安全使用的要求，也就是说，存放熟料的钢板库，并不一定适合存放水泥，更不一定适合存放粉煤灰，总之设计必须按物料特性进行。每一个钢板库设计时不仅要按物料特性进行设计，还必须按建材行业的特色进行设计。建材行业的钢板库与粮食、石油行业的钢板库有较大的区别，如石油行业钢板库库顶仅需考虑风载、雪载、自重荷载等，其他荷载较少或较小，而建材行业除此之外，还有很大的设备荷载、廊道荷载、检修荷载、积灰荷载等，设计人员如对这些荷载特色了解不够，必然会造成库壁设计强度不足，留下安全隐患，从事故钢板库图纸看，这方面考虑都有欠缺。钢板库的结构设计不仅仅是钢结构部分的结构设计好了就安全，如果基础设计不合理、基础与钢板库连接形式不当，当遇到极端低温时由于结构受限，发生库体破坏的可能性加大，2012年12月的事故有很多钢板库就是由此引起的。        另一重要原因是，很多发生事故的大型钢板库的设计，基本上沿用的是20m以下的钢板库结构形式，因此造成已发生事故的钢板库20m以上的多，20m以下的少，这些钢板库发生倒塌事故时很多并没有装满物料，有的装料还不足三分之一。这些库由于强度严重不足，结构又不合理，当发生急剧低温时，局部出现强度需求急剧增加，高于强度极限后造成结构破坏，出现倒塌事故 自然在所难免。        3、低温环境影响        勿容置疑低温对钢板库的倒塌是一重要诱因，但可以肯定地说不是决定因素，否则我国大部分寒冷地区的任何一种钢板库、钢结构均不可正常使用，早就冻坏了。已倒塌的钢板库中，笔者经现场查看少数钢板破坏处断口较平齐，断面收缩率小，外观上无明显的宏观变形，应该说这种情况与脆性断裂特征接近，钢板库为“冻坏”，但大部分倒塌的钢板库并非如此，系设计上结构明显受限，低温环境下钢板库结构受限的影响考几乎未考虑，造成钢板库局部破坏后引起倒塌。低温环境下使用的钢板库，结构设计时必须充分考虑膨胀收缩对结构产生的影响，结构设计合理、强度富裕足够，低温环境影响对结构的破坏力就可消除，结构就可安全使用。        4、选材不合理        笔者前面多次提到提到钢板库采用普通Q235B板可安全使用，并不代表采用低温钢板不好，相反，已倒塌的钢板库中，部分钢板库 如果当时采用的是低温钢板，这些钢板库就可以避免倒塌，低温钢板在低温条件下，冷缩系数小于普通板，在结构存在缺点时，应力增加小，产生破坏的力也小很多，同时，在使用温度范围内钢板不会出现低温“冷脆”现象，结构破坏的可能性也就大大下降，因此低温地区钢板库新建及加固过程当中，建议采用低温板，既安全又对下降造价十分有利。        5、施工质量缺点        近几年由于钢板库建设速度加快，施工管理存在较多不到位现象，加之有些建设单位事先准备不充分，建设时又想尽快投入使用，造成施工单位无法按正常速度进行施工，质量难以保证；另一方面由于施工单位技术水平参差不齐，建设单位为节省投资，挑选低价单位，进一步造成了工程质量下降，因此也就出现了同时建设的几个钢板库，抢速度的库先倒，质量稍好的后倒。此种情况下前面的设计、选材即使做得再好，后面的施工质量把关不严，钢板库出现事故也不足为奇。        6、使用不当也是造成钢板库发生事故的原因之一 有些使用单位，在钢板库使用过程当中，钢板库建成后又任意加大库体上的荷载，如库顶增加设备、增加廊道或廊道上加荷载，装载时加大装载量（大多由于设计时容积富裕多、强度富裕又不足），库侧增加荷载，库体随意开孔等，例如某单位设计4万吨的钢板库，发生倒塌事故时，粉煤灰装载量居然达到了6万吨，这些做法加大了发生事故的几率，需引起高度警惕。 钢板库发生倒塌事故当然不仅仅只有上述原因，就笔者了解的情况而言，主要是这次大范围的事故中，上述原因具有较普遍的代表性。钢板库作为近几年大力推广的仓储装备，短期内出现如此多的重大事故，无论建设单位或施工单位都应进行反思，造成这些事故无论 建设单位或施工单位都有一定的责任。这些钢板库事故笔者认为是完全可以避免的。       钢板库大力推广之初是为了下降投资，但为了节省投资，不可忽视安全，建议钢板库建设单位合理控制投资，不要助长低价恶性竞争，最终坑害自己。