Дефекты и повреждения металлоконструкций

Опыт показал, что дефекты, и, следовательно, необходимость усиления металлоконструкций, связанная с ошибками на стадии проектирования встречаются редко. Чаще встречаются дефекты изготовления, выявляемые на стадии строительства.

К характерным дефектам изгибаемых м/к относятся отклонение геометрических размеров от проектных, непрямолинейность элементов, качество соединений и защитного покрытия.

На стадии монтажа наиболее характерны такие дефекты м/к как отклонение от проектного положения, мех. повреждения, низкое качество соединений, пропуск отдельных элементов связей.

В ходе эксплуатации дефекты зачастую приводят к появлению в м/к различных повреждений.

Повреждения м/к классифицируются по 3м признакам:

1) Причина возникновения дефектов

a. под воздействием внешних факторов

b. от воздействия факторов, связанных с функционированием

2) Характер процессов разрушения

a. механическое разрушение, вызванное воздействием силовых факторов

b. физико-механическое разрушение под воздействием агрессивных сред

3) Значимость последствий разрушения и трудоемкости восстановления

I категория – повреждение аварийного характера

I I категория – повреждение не явл. аварийными, но для устранения требуется кап.ремонт, в ходе которого поврежденные конструкции заменяются или усиливаются

I I I категория – повреждения второстепенных элементов, устраняемые в ходе ремонта

I Vкатегория – повреждение от воздействия внешних силовых факторов (разрывы, трещины, искривления, местные повреждения)

Эти повреждения связаны с несоответствием расчетных предпосылок действительным условиям работы конструкции и вызываются на стадии проектирования ошибками, связанными с неправильным определением нагрузок и внутренних усилий, подбором сечений элементов и расчетных узлов.

При повреждении лакокрасочного покрытия и воздействии влажности и t конструкции подвергаются коррозии. Особенно опасной является глубинная коррозия, приводящая к концентрации напряжений и возрастанию склонности элементов к-ции к усталостному и хрупкому разрушению.

Щелевая коррозия в узлах и соединениях может привести к разрушению швов, болтов и заклепок. Продукты коррозии (ржавчина), имея больший объем, чем металл, распирает элементы и способствует разрушению соединений.

Дефекты, способные вызывать хрупкое разрушение:

1) Трещины всех видов, направлений и размеров

2) Узлы и детали с возрастающими местными напряжениями

3) Чрезмерное сближение в узлах сварных швов

4) Примыкание фасок к поясам ферм прерывистыми швами

5) Наличие отверстий с необработанными кромками

6) Прорезы основного металла

7) Вмятины и др. поверхностные нарушения

8) Дефекты сварных швов

Наиболее опасными с точки зрения разрушения явл. трещины в основном металле, сварных швов и околошовной зоны.

Основным способом выявления трещин является осмотр поверхности элементов и узлов конструкции. Признаками наличия трещин является подтеки ржавчины и шелушения краски. Сварные швы перед осмотром освобождаются от защитных покрытий и шлака, очищаются металлическими щетками.

Усталостные трещины располагаются в зоне концентрации напряжений. Примером таких конструкций явл. сварные подкрановые балки при тяжелом режиме эксплуатации. Усталостные трещины обычно появляются в подкрановых балках в верхних поясах и под ребрами жесткости.

Процесс образования и развития усталостных трещин зависит в первую очередь от переменной составляющей нагрузки, уровня концентрации напряжений, технологии сварки. Для предотвращения развития трещин в вершине сверлятся отверстие, которое служит деконцентратором напряжений.

Повреждения стальных стропильных ферм:

1) погнутости сжатых и изогнитых стержней в плоскости и из плоскости фермы

2) надрывы трещины и выколы в полках

3) пробоины без повреждения кромок

4) разрыв элементов

5) разцентровка узлов

6) не заваренные кратеры, подрезы, прожоги, поры, шлаковые включения в сварной шов

Повреждения колонн:

1) искривления из плоскости поперечной рамы

2) отклонение от вертикали

3) наличие мех. повреждений

4) искривление элементов решетки

5) коррозийные повреждения

6) смещение ферм и балок с оси колонны

Характерные трещины подкрановой балки:

1) трещины в швах и околошовной зоне

2) разрушение крепления рельсы к оси подкрановой балки

3) смещение рельса с оси

4) разрушение креплений балки к колонне

5) грибовидность поясов

6) вогнутости свободных свесов между ребрами жесткости