Вместе с тем характеристика ударной вязкости дает во многом несовершенную качественную оценку явления и не дает оценки количественной стороны вопроса.
Вместе с тем характеристика ударной вязкости дает во многом несовершенную качественную оценку явления и не дает оценки количественной стороны вопроса.
Свойства материала могут быть выявлены путем приближения методов испытания (отбраковки) к действительным условиям работы конструкции. Однако проведение таких испытаний часто трудно осуществимо и связано с большими затратами и потерей времени. В связи с этим при оценке склонности стали к хрупкому разрушению приходится прибегать к прямым и косвенным методам выявления этого показателя. В частности, можно избежать хрупкого разрушения путем увеличения площади текучести как фактора, смягчающего влияние концентрации напряжений.
Академик Н. Н. Давиденков, например, настаивает на необходимости принять некоторый коэффициент «запаса вязкости», определяемый как отношение разности температур эксплуатации сооружения и порога хладноломкости стали к температуре эксплуатации.
Таким образом, проблема хрупкого разрушения является одной из наиболее актуальных и важных и требует установления связи между хрупким разрушением, металлургической характеристикой стали и напряженным состоянием. Другими словами, для оценки прочности конструкции необходимо аналитически связать такие характеристики стали, как пластичность, ударная вязкость и порог хладноломкости с напряженным состоянием. Построенные на основе этой зависимости кривые дали бы возможность определить действительный «запас вязкости».
До настоящего времени мы ограничивались количественным критерием, который можно было положить в основу установления необходимых требований к поставке стали.
Проблема хрупкого разрушения стали осложняется еще и тем, что строительные организации часто заказывают сталь без должного учета действительной работы материала и условий эксплуатации сооружения.
В то же время ГОСТ 380—71 предусматривает широкий диапазон характеристик поставляемой стали, разобраться в которых под силу лишь хорошо подготовленному в области металловедения потребителю.
С учетом всех этих факторов Госстрой СССР в начале 1961 г. провел ряд мероприятий в целях предотвращения подобных аварий в будущем.
Так, в действовавшие в то время «Нормы и технические условия проектирования стальных конструкций» (НиТУ 121—55) было внесено изменение № 1, предусматривающее более широкое применение полуспокойной и спокойной стали в районах Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера и в других районах, где расчетные температуры ниже —30 °С.
Изменение № 1 устанавливает следующие требования.
Углеродистая сталь обыкновенного качества, применяемая для сварных конструкций, должна заказываться и поставляться по подгруппе в ГОСТ 380—71.
При этом следует применять:
а) спокойную сталь ВСтЗсп — для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях при расчетной температуре воздуха ниже —30°С, за исключением конструкций, подвергающихся динамическому воздействию от вибрационных или подвижных нагрузок и эксплуатируемых на открытом воздухе при расчетной температуре —40°С и ниже, для которых следует применять углеродистую сталь марки СТЗсп мостовую либо низколегированную;
б) спокойную сталь ВСтЗсп — для конструкций, работающих в особо тяжелых условиях: для непосредственно воспринимающих динамическое воздействие балок рабочих площадок главных зданий мартеновских цехов;
для подкрановых балок под краны тяжелого (при толщине элементов свыше 20 мм) и весьма тяжелого непрерывного режимов работы; для конструкций, воспринимающих, непрерывно действующие вибрационные нагрузки, и т. п.;
в) полуспокойную сталь ВСтЗпс — для подкрановых балок под краны тяжелого (при толщине элементов до 20 мм включительно), среднего и легкого режимов работы, для стропильных и подстропильных ферм, ригелей, рам, главных балок перекрытий, пролетных строении эстакад и тому подобных конструкций, эксплуатируемых при положительной или отрицательной температуре, кроме оговоренных в п. «а»;
г) кипящую сталь ВСтЗкп — для расчетных элементов конструкций, не оговоренных в пп. «а», «б» и «в». Классификацию кранов по режиму работы надлежит принимать в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» (Госгортехнадзор СССР, 1959).
Для нерасчетных элементов сварных стальных конструкций допускается применение стали, поставляемой по группе Б (ГОСТ 380—71).
В целях повышения качества металлоконструкций Госстрой СССР выпустил специальное инструктивное письмо от 28 июля 1961 г. № 17—1334 «О назначении марок и условий поставки стали для стальных строительных конструкций и конструктивных мероприятиях по предупреждению хрупкого разрушения стальных конструкций».
В письме отмечалось, что в связи с имевшимися случаями неправильного заказа и поставки металла для изготовления стальных строительных конструкций Госстрой СССР обращает внимание всех проектных и строительных организаций и заводов стальных конструкций на необходимость при заказе металла строгого соблюдения «Норм и технических условий проектирования стальных конструкций» (НиТУ 121—55) и изменения № 1 к ним, утвержденного приказом Госстроя СССР от 12 апреля 1961 г. № 114, а также требований, приведенных в про-
ектнон документации. При назначении условий поставки углеродистой стали обыкновенного качества или низколегированной стали следует дополнительно руководствоваться «Указаниями по назначению марок и условий поставки стали для стальных строительных конструкций», приложенными к письму.
Повышение требований к углеродистой стали
В настоящее время остро стоит вопрос о повышении требований к углеродистой стали не только в части способа ее выплавки и величины показателей временного сопротивления, предела текучести, химического состава и результатов загиба в холодном состоянии, но и в части установления нормированных значений ударной вязкости при отрицательных температурах.
В настоящее время остро стоит вопрос о повышении требований к углеродистой стали не только в части способа ее выплавки и величины показателей временного сопротивления, предела текучести, химического состава и результатов загиба в холодном состоянии, но и в части установления нормированных значений ударной вязкости при отрицательных температурах.