Несущая способность сооружения

В настоящее время несущую способность конструк­ций определяют на основе учета упругопластических де­формаций, базирующегося на использовании пластичес­ких свойств стали. Несущая способность сооружения, определенная исходя из этого положения, не всегда обе­спечивает его прочность, поскольку при действительной работе конструкций возникновение и развитие пластиче­ских деформаций не всегда возможны. При этом может произойти хрупкое разрушение металла при напряжени­ях, которые в 2—3 раза меньше расчетных (40…60 МПа)\». Следует иметь в виду, что явления хрупкого разрушения усугубляются сложными условиями работы материала сварных конструкций, возникающими в результате не­равномерного нагрева и деформаций при сварке. Эти технологические факторы, в особенности при сварке сор­таментов больших толщин, вызывают появление объемных напряжений (двух- и даже трехосных), тогда как в клепаных конструкциях трехосные напряжения вообще никогда не имеют места.
 

В настоящее время несущую способность конструк­ций определяют на основе учета упругопластических де­формаций, базирующегося на использовании пластичес­ких свойств стали. Несущая способность сооружения, определенная исходя из этого положения, не всегда обе­спечивает его прочность, поскольку при действительной работе конструкций возникновение и развитие пластиче­ских деформаций не всегда возможны. При этом может произойти хрупкое разрушение металла при напряжени­ях, которые в 2—3 раза меньше расчетных (40…60 МПа)\». Следует иметь в виду, что явления хрупкого разрушения усугубляются сложными условиями работы материала сварных конструкций, возникающими в результате не­равномерного нагрева и деформаций при сварке. Эти технологические факторы, в особенности при сварке сор­таментов больших толщин, вызывают появление объемных напряжений (двух- и даже трехосных), тогда как в клепаных конструкциях трехосные напряжения вообще никогда не имеют места.
Прочность конструкций в большей мере зависит от свойств стали, которые должны определяться исходя не только из ее механических и химических характеристик, но и из ее склонности к хрупкому разрушению. Важное значение в этом отношении имеет температура перехода металла в хрупкое состояние — порог хладноломкости стали. Для одной и той же марки стали с одинаковыми химическими и механическими характеристиками порог хладноломкости может существенно изменяться в зави­симости от структуры стали, способа выплавки (кипя­щая, полуспокойная, спокойная сталь), температуры прокатки и толщины профиля.
Так, например, английские исследователи доказали, что порог хладноломкости зависит как от способа рас­кисления стали, так и от толщины металла. Применение алюминия при раскислении стали взамен кремния по­зволило получить более низкие значения порога хладно­ломкости. С другой стороны, увеличение толщины лис­тов до 90 мм сместило порог хладноломкости в сторону положительных температур примерно на 50°.
Японские ученые установили, что действительную ра­боту конструкций можно предугадать лишь в том случае, если известна температура хладноломкости (порог хлад­ноломкости).
Американские исследования сварных корпусов кораб­лей позволили установить, что порог хладноломкости стали в действительности лежит ниже, чем при лабора­торных испытаниях на ударную вязкость. Кроме того, порог хладноломкости при испытании стали на ударную вязкость зависит от таких факторов, как острота надре­за, толщина и ширина образцов и др. С увеличением тол­щины и ширины образцов, а также остроты надреза по­рог хладноломкости повышается.
Степень вязкости стали определяется характеристи­кой ударной вязкости, в известной мере зависящей от динамического воздействия сил. Ударная вязкость явля­ется скорее качественной, нежели количественной харак­теристикой, поскольку работа, затраченная на разруше­ние образца, не позволяет судить ни о напряжениях, ни о соотношении между чистопластичной деформацией об­разца (без разрушения) и деформацией в процессе раз­вития трещины. По этим причинам ударная вязкость ме­талла не может служить бесспорным показателем склонности стали к хрупкому разрушению. Однако хрупкость и хрупкое разрушение металла изучены недостаточно даже в части определения численных значений показа­телей хрупкости по результатам испытаний на ударную вязкость или на эксцентричное растяжение. Не изучены также вопросы теории хрупкого разрушения как упру-гопластической задачи строительной механики.
Таким образом, механическое отождествление несу­щей способности конструкций, определенной исходя из пластической работы материала, с действительной их прочностью, которая зависит от комплекса физико-меха­нических данных, не всегда является правильным. Быва­ет, что металлургические заводы поставляют сталь, отве­чающую требованиям по величине временного сопротив­ления и предела текучести, но теряющую способность воспринимать нагрузки в результате хрупкого разруше­ния, для которого наши стандарты никаких нормируемых показателей не предусматривают.

Добавить комментарий