Дефекты и повреждения стальных строительных конструкций в процессе проектирования, монтажа и эксплуатации

метки: Повреждение, Дефект, Стальной, Конструкция, Элемент, Коррозия, Местный, Заклепка

Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий представляет собой комплекс мероприятий, обеспечивающих безотказное использование конструкций по их назначению, предусмотренному проектом, в течение нормативного срока

Мероприятия по технической эксплуатации, направленные на стабильную, безотказную эксплуатацию зданий и сооружений в Минчермете выполняются самостоятельным структурным подразделением предприятия, подчиняющимся главному инженеру предприятия.

Качество изготовления и монтажа стальных конструкций, а также правила их технической эксплуатации регламентируются СНиП, ГОСТ и отраслевыми документами. Однако в результате несовершенства норм и ошибок проектирования, низкого качества работ по изготовлению и монтажу конструкций, нарушений правил технической эксплуатации в конструкциях появляются отклонения от проектных размеров, формы и качества сверх допускаемых пределов. Несовершенства, полученные конструкцией на стадии изготовления и монтажа, называются дефектами. Несовершенства, полученные в процессе эксплуатации, — повреждениями.

1. Виды дефектов

стальных строительных конструкций

Очагами развития повреждений часто являются дефекты изготовления и монтажа. Дефекты характеризуют начальное состояние конструкций. Повреждения возникают и развиваются во времени и зависят от срока эксплуатации и интенсивности воздействий. В зависимости от вызывающих их воздействий они могут быть разделены на:

1) силовые (механические) — разрывы, трещины, потеря устойчивости, искривления и местные погибы, расстройство соединений, абразивный износ и т.п.;

2) температурные — коробление и разрушение элементов при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах, повреждения защитных покрытий при нагреве;

3) химические и электрохимические — коррозия металла и разрушение защитных покрытий.

Повреждения от силовых воздействий возникают в результате несоответствия расчетных предпосылок действительным условиям работы конструкций и вызываются:

Нередко повреждения от силовых воздействий связаны с неудачным конструктивным решением узлов.

Для конструкций, подвергающихся действию подвижных динамических нагрузок подкрановых балок (особенно при кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов работы), балок рабочих площадок, расположенных под путями железнодорожного транспорта, завалочных машин характерны усталостные повреждения. Последние проявляются в виде трещин в основном металле, сварных швах и околошовной зоне и в расстройстве болтовых и заклепочных соединений.

Экспертиза строительных конструкций здания на примере детской ...

... дефектов и повреждений, отступлений от норм и правил технической эксплуатации; выполнение архитектурных обмеров частей зданий и выполнение фотоснимков; детальное обследование конструкций, узлов и ... данные по проектным нагрузкам и воздействиям, представлены расчетные схемы, статические расчеты, рекомендации по изготовлению, монтажу и эксплуатации конструкций, паспорта и сертификаты готовых изделий, ...

Значительные повреждения металлических конструкций возникают при нарушении правил технической эксплуатации здания и сооружений.

Повреждениям от температурных воздействий в наибольшей степени подвержены элементы, расположенные вблизи источников тепловыделений. В горячих цехах при изменении температуры появляются значительные температурные перемещения, приводящие к отклонению конструкций от проектного положения. При наличии связей, которые препятствуют свободным перемещениям, в элементах конструкций возникают дополнительные напряжения, имеющие циклический характер. При определенных условиях эти напряжения могут привести к искривлению элементов или появлению трещин. При нагреве стальных конструкций до 100°С разрушается защитное покрытие, при 300-400°С происходит коробление элементов, особенно тонкостенных.

Нарушения правил эксплуатации оборудования и возникновение аварийных ситуаций могут привести к проливам расплавленного металла, короблению и пережогу элементов перекрытий и нижних частей колонн.

Повреждения от действия низких температур возникают, как правило, в открытых сооружениях и неотапливаемых зданиях. К таким повреждениям относятся хрупкие трещины в местах концентрации напряжений (сварные швы, резкие изменения сечений, фасонки ферм и т.д.), Особенно подвержены хрупким разрушениям конструкции, выполненные из кипящих сталей. Большую опасность для конструкций представляет резкое охлаждение элементов и возникновение «теплового удара».

Повреждения от действия агрессивных сред проявляются в виде разрушения защитных покрытий и коррозии металла. Интенсивность коррозионных повреждений, измеряемая скоростью (мм в год) проникания коррозии по толщине элемента и относительной площадью участков, пораженных коррозией, зависит от степени агрессивности эксплуатационной среды, материала конструкций (марки стали), конструктивной формы элементов, системы и качества нанесения противокоррозионной защиты, а также соблюдения правил технической эксплуатации (своевременная ликвидация протечек кровли, трубопроводов, контроль за герметичностью оборудования и т.д.).

Дефекты и повреждения противокоррозионной защиты проявляются в виде шелушения, отслаивания, пор, трещин и других нарушений защитных свойств.

Повреждения металла возникают вследствие химической и электрохимической коррозии. Для стальных конструкций производственных зданий характерна электрохимическая коррозия. Коррозионные повреждения металла разделяются на общие равномерные или неравномерные по площади поверхности и местные в виде отдельных питингов, язв, сквозных поражений. Местные коррозионные поражения возникают при локальных воздействиях, например при протечках кровли, нарушении герметичности трубопроводов и т.д. Если общая поверхностная коррозия приводит к уменьшению площади поперечного сечения элементов и повышению уровня напряжений, то местная коррозия не только, ослабляет сечение, но и повышает концентрацию напряжений, что может привести к хрупкому разрушению

Дефекты деревянных конструкций, виды и причины возникновения

... сжатых элементов прогибы и изломы изгибаемых элементов расслоения по клеевым швам клееных деревянных элементов дефекты соединений (скалывание лобовых врубок и шпонок, срезы нагелей) механические повреждения с ослаблением поперечного сечения элементов. При освидетельствовании растянутых элементов необходимо ...

По виду дефекты и повреждения металлических конструкций могут быть разделены на следующие группы:

1-я — ослабление поперечного сечения или отсутствие элемента. К этой группе относятся такие дефекты и повреждения, как вырез элемента или части сечения, отсутствие элемента, предусмотренного проектом, абразивный износ, уменьшение сечения по сравнению с проектом в результате замены при изготовлении, монтаже или эксплуатации. В качестве измерителя дефектов и повреждений 1-й группы можно принять отношение площади ослабленного сечения к проектной;

2-я — трещины в основном металле. Для продольных измерителем служит длина трещины, для поперечных — отношение длины трещины к ширине элемента или отношение площади сечения, ослабленного трещиной, к нормальной в процентах;

3-я — трещины в сварном шве имеют измеритель, аналогичный измерителю повреждений 2-й группы;

4-я — дефекты сварных швов: неполномерность швов, пороки сварки, отсутствие швов, За измеритель дефектов этой группы можно принять степень ослабления шва (отношение фактической и номинальной высоты шва, глубина подреза, отношение длины дефектного участка шва к полной и т.д.) ;

5-я — общее искривление элемента по всей длине, Измеритель — прогиб элемента или отношение прогиба к длине;

6-я —местное искривление на части длины элемента или вмятина. Эта группа повреждений характеризуется величиной и длиной искривленного участка;

7-я — ослабление или отсутствие болтов или заклепок. Измеритель — отношение ослабленных болтов к общему их количеству в соединении;

8-я — дефекты болтовых и заклепочных соединений, такие, как трещиноватость, неполномерность головок, перекос стержня, неплотность пакета и т.д. Измеритель — отношение дефектных заклепок или болтов к их общему количеству;

9-я — отклонение или смещение конструкций относительно проектного положения. Эти повреждения измеряются величиной смещения или отношением смещения к характерному размеру элемента;

10-я — взаимное смещение конструкций. К этой группе относятся: расцентровка элементов, внеузловое опирание и т.д. Измеритель — величина взаимного смещения;

11-я — зазоры в местах сопряжения элементов, которые измеряются величиной зазора;

12-я — коррозионные повреждения основного и наплавленного металла, характеризуемые глубиной проникания коррозии;

13-я — повреждения защитного покрытия. Измеряются процентом поврежденной площади покрытия.

2. Оценка технического состояния стальных

по внешним признакам

Категория и признаки состояния конструкций

I — нормальное

Отсутствуют признаки, характеризующие износ конструкций и повреждения защитных покрытий

II — удовлетворительное

Местами разрушено антикоррозионное покрытие. На отдельных участках коррозия отдельными пятнами с поражением до 5% сечения, местные погнутости от ударов транспортных средств и другие повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 5%

Определение дефектов в ж/б и каменных конструкциях

... железобетонных элементов. Трещины силового характера необходимо анализировать с точки зрения напряженно- деформированного состояния железобетонной конструкции. В железобетонных конструкциях ... и сооружений; 1. Определение дефектов каменных конструкций по внешним признакам При определении дефектов каменных конструкций необходимо установить: процент уменьшения сечения в месте повреждения; ... в отношении ...

III — неудовлетворительное

Прогибы изгибаемых элементов превышают 1/150 пролета. Пластинчатая ржавчина с уменьшением площади сечения несущих элементов до 15%. Местные погнутости от ударов транспортных средств и Другие механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 15%. Погнутость узловых фасонок ферм

IV — предаварийное или Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета.

Потеря местной устойчивости аварийное конструкций (выпучивание стенок и поясов балок и колонн).

Срез отдельных болтов или заклепок в многоболтовых соединениях. Коррозия с уменьшением расчетного сечения несущих элементов до 25% и более Трещины в сварных швах или в околошовной зоне. Механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 25%. Отклонения ферм от вертикальной плоскости более 15 мм. Расстройство узловых соединений от проворачивания болтов или заклепок; разрывы отдельных растянутых элементов; наличие трещин в основном материале элементов; расстройство стыков и взаимных смещений опор. Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций

3. Повреждения отдельных видов конструкций производственных зданий