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