Разрушение элементов металлоконструкций в местах концентрации напряжений, их ремент

Главными видами повреждений листовых металлоконструкций являются трещины, образующиеся преимущественно в местах резких переходов и перепадов жесткостей (рис.8.1). Трещины разделываются и завариваются с приваркой усиливающих накладок. При разделке трещин в их концевой части на расстоянии 15—20 мм видимого конца просверливается сквозное отверстие диаметром 6—8 мм (рис.8.2). Отверстие в конце трещины снижает величину концентрации напряжений и предупреждает дальнейшее распространение трещины. Известно, что чем меньше радиус выточки в растянутом или изгибаемом элементе, тем выше коэффициент концентрации напряжений. При радиусе выточки, равном 0,l - 0,25 ее глубины, напряжения в изгибаемом элементе увеличиваются в 2—5 раз. Конец трещины можно рассмотреть как выточку с бесконечно малым радиусом. Следовательно, концентрация напряжений в этом месте многократно увеличивается. Когда в конце трещины сверлится отверстие, радиус трещины обретает конечные размеры и концентрация напряжений резко снижается.

Усиливающие накладки необходимо приваривать фланговыми швами, расположенными под углом 30—90° к нормальному сечению усиливаемого элемента (рис.8.3). При таком расположении шва в любое нормальное сечение В—В попадают только небольшие участки в с зоной термического влияния.

Толщина усиливающих односторонних накладок берется в пределах 0,6—0,7 толщины основной стенки. Увеличение толщины накладок приводит к увеличению жесткости усиленного участка. Всякий же резкий перепад жесткостей элемента вызывает появление трещин в этих местах.

Рис.8.1. Ремонтно-технологический чертеж решетчатой фермы: 1 — деревянная прокладка; 2 — гидравлический домкрат; 3 — брусья

Рис. 8.2.Схема локализации распространения трещины

Рис.8.3.Схема установки усиливающих накладок

Несущие строительные конструкции зданий эксплуатируются десятки лет, поэтому вопрос об их надежности и особенно долговечности очень важен, а длительный срок эксплуатации конструкций заметно осложняет прогнозирование надежности и долговечности, делая этот вопрос весьма сложным.

Под усилением обычно подразумевают совокупность различных мероприятий, направленных на достижение одной цели: увеличение несущей способности конструкций или сооружений в целом, а также отдельных элементов. Оно бывает временным, аварийным (неотложным), постоянным (капитальным) и перспективным. Временно усиливаются конструкции, которые должны эксплуатироваться до их капитального усиления. Способы такого усиления упрощены, т.к. оно рассчитывается на короткий период службы. Выбор способа зависит также от материала и его сортамента. Для временного усиления обычно применяют дерево, тросы, использованные канаты, круглую сталь, катанку и т.п. Соединение элементов при этом обычно выполняется на болтах.

Аварийное усиление, применяемое в экстренных случаях, имеет те же особенности, что и временное.

Постоянное (капитальное) усиление относится к числу основных. Разновидностью его является усиление конструкций под нагрузкой, представляющее собой один из частных случаев применения предварительного напряжения в конструкциях.

Перспективное усиление применяется для тех конструкций, нагрузку на которые по истечении, какого- то промежутка времени можно увеличить. Это, прежде всего, касается цехов с крановой нагрузкой, поскольку в связи с ростом производства часто возникает необходимость увеличения грузоподъемного оборудования.

Усиление металлических конструкций должно производиться по заранее разработанному проекту, включающему организацию производства работ, утвержденному главным инженером предприятия и согласованному с проектной организацией – автору сооружения.
Проект усиления конструкций разрабатывается на основании задания на усиление, данных освидетельствования состояния конструкций и проверочного расчета. В момент усиления должны быть исключены все подвижные нагрузки, передающее на усиливаемую конструкцию удары и вибрацию.

Классификация усилений металлических конструкций разработана М.Н.Лащенко, в соответствии с которой различают шесть основных способов усиления:

1. Подведение новых конструкций и элементов.

2. Постановка дополнительных ребер, диафрагм и распорок.

3. Усиление соединение элементов.

4. Увеличение сечений элементов.

5. Изменение конструктивной схемы.

6. Увеличение пространственной жесткости.

БИЛЕТ № 13