1. Анализ существующих теоретических и экспериментальных исследований. Задачи исследований
1.1. Способы усиления изгибаемых и сжатых элементов увеличением площади поперечного сечения
Чтобы усилить металлические конструкции, которые подвергаются растяжению, сжатию или изгибу, можно увеличить поперечное сечение элементов путём добавления дополнительных элементов. Дополнительные элементы усиления соединяются с основной конструкцией с помощью сварки, болтового или заклёпочного соединения, обеспечивая их совместную работу.
При усилении центрально-растянутых и сжатых металлических конструкций важно сохранить центровку усиливаемых элементов и узлов соединений. Дополнительные элементы должны быть расположены таким образом, чтобы положение центра тяжести элемента не изменилось после усиления. В противном случае потребуется проверка прочности усиленного элемента и узла сопряжения с учётом возникшего эксцентриситета.
При усилении конструкций важно правильно расположить сварные швы, болтовые и заклёпочные соединения. Они должны быть в местах, где их удобно выполнять и контролировать качество работы. Также нужно учитывать, что при сварке могут возникнуть дополнительные и остаточные сварочные деформации. Например, при усилении ферм рекомендуется начинать с нижнего пояса, а затем переходить к верхнему.
Дополнительные детали при усилении растянутых элементов должны быть обязательно заведены в узлы на расстояние, достаточное для размещения прикрепляющих швов. Эти швы должны быть достаточно прочными, чтобы обеспечить полноценную работу у границы узловой фасонки.
Обычно для усиления центрально-растянутых элементов используют полосы и круглые стержни (см. рисунок 1.1). Если усиливающие полосы привариваются к полкам и перу спаренных уголков, то выступающие концы соединительных планок необходимо срезать.
Для обеспечения совместной работы дополнительных элементов с растягиваемым основным элементом рекомендуется использовать сварку. Швы следует выполнять с высотой катета 3–6 мм (в зависимости от толщины соединяемых деталей).
Швы, которые находятся рядом с краем элемента, необходимо делать сплошными. Это связано с тем, что прерывистые швы могут создавать так называемые «надрезы» — места концентрации напряжений. А это, в свою очередь, может привести к хрупкому разрушению материала при растяжении.
Рис. 1.1.1 Усиление увеличением поперечного сечения без изменения гибкости металлических элементов: а – из спаренных уголков; б – из спаренных швеллеров; в – из двутавров
Сжатые элементы стальных конструкций усиливают следующими способами:
- увеличивают поперечное сечение элемента, при этом его гибкость меняется незначительно;
- увеличивают поперечное сечение элемента, значительно снижая его гибкость;
- уменьшают расчётную длину элемента, не изменяя его поперечного сечения.
В практике усиления металлических конструкций первый метод обычно используют для коротких сжатых элементов, прочность которых зависит от площади их поперечного сечения. Два других метода усиления применяют для длинных сжатых элементов, которые могут потерять устойчивость при разрушении.
Весь текст будет доступен после покупки