Обследование металлических конструкций

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Декабря 2012 в 19:48, реферат

Краткое описание

Существуют требования по обследованию наиболее распространенных несущих конструкций производственных зданий и сооружений с применением современных и доступных инструментов и приспособлений.
Объем и программа обследования металлоконструкций определяются в каждом конкретном случае техническим заданием, утвержденным руководством Заказчика, и зависят от состояния элементов металлоконструкций.

Содержание

1. Общие положения
2. Подготовительные работы
3. Подбор технической документации и ознакомление с условиями эксплуатации
4. Обследование состояния металлоконструкций
5. Обследование сварных соединений
6. Обследование заклепочных и болтовых соединений
7. Выявление коррозионного износа и повреждений антикоррозионного покрытия металлоконструкций
8. Оценка качества металла
9. Определение фактических нагрузок, действующих на
металлические конструкции
10. Дефекты и повреждения

Прикрепленные файлы: 1 файл

«Обследование металлических конструкций, виды дефектов и повреждений».doc

— 141.50 Кб (Скачать документ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 8. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА 
 
Качество стали является одним из главных факторов, определяющих способность элементов конструкции противостоять разрушению, и зависит от марки и технологии изготовления. 
 
Оценка качества металла производится в соответствии с действующими стандартами и СНиП, на основании сертификатов, дополнительных испытаний и анализов, определяющих свойства стали. 
 
Дополнительные механические испытания, испытания на ударную вязкость и химический анализ для определения свойств стали в элементах конструкций, которые требуют устранения дефектов, усиления или замены, выполняются в следующих случаях: 
 
- при отсутствии сертификатов; 
 
- при отсутствии в сертификатах данных, регламентированных нормативно-техническими документами; 
 
- когда расчетные напряжения в элементах превышают расчетные сопротивления из стали марки СтО (при растяжении, сжатии и изгибе 170 МПа); 
 
- при изменении условий эксплуатации, сочетания, характера и значений нагрузок; 
 
- при обнаружении в конструкциях трещин; 
 
- при применении сварки; 
 
- когда состояние конструкций и условия эксплуатации вызывают опасения возможности их хрупкого разрушения. 
 
Определение свойств стали производится в целях: 
 
- оценки механических свойств, необходимых для расчета; 
 
- определения возможности применения сварки при устранении дефектов и усилении конструкций; 
 
- оценки надежности металлоконструкций при их эксплуатации; 
 
- определения способности элементов конструкций противостоять хрупкому разрушению. 
 
Для определения свойств стали необходимо провести: 
 
- механические испытания образцов при их статическом растяжении (определяются предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение при растяжении). Отбор заготовок для механических испытаний производится по [11], изготовление образцов и их испытание на статическое растяжение по [9]; 
 
- испытание на ударную вязкость на стандартных образцах шириной 10 или 5 мм с U-образным надрезом при температуре эксплуатации, если она ниже минус 20°С; при температуре минус 20°С, если температура эксплуатации выше минус 20°С; после искусственного старения при температуре 20°С. Изготовление образцов для определения ударной вязкости и испытание при нормальной и пониженной температурах производятся по [10]. Для определения ударной вязкости образцы отбираются таким образом, чтобы одна из граней образца совпадала с поверхностью металла и после ее обработки сохраняла ее следы (для контроля) и чтобы ось надреза была перпендикулярна этой плоскости; 
 
- химический анализ на содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. 
 
Для оценки стали по степени раскисления, а именно для определения кипящей, полуспокойной и спокойной сталей, следует исходить из процентного содержания кремния. По [13] его содержание в стали марки СтЗ составляет: 
 
- в кипящей стали — до 0,07%; 
 
- в полуспокойной стали — 0,05-0,17%; 
 
- в спокойной стали — 0,12-0,30%. 
 
Отбор проб для определения химического состава производится по [12], а химический анализ — по [17]. 
 
Стружка для химического анализа отбирается по всей толщине проката и по возможности равномерно по всему поперечному сечению элемента в количестве не менее 50 г (от одного элемента). При невозможности взять стружку по всему поперечному сечению элемента допускается отбор стружки сверлением на всю толщину проката в средней трети ширины элемента или полки профиля. 
 
Перед отбором стружки поверхность элемента в месте взятия пробы должна быть очищена от окалины, краски, грязи, ржавчины, масла и влаги (до металлического блеска). 
 
На отобранные заготовки должны наноситься клейма керном или краской; стружка должна быть упакована и замаркирована. На отобранные заготовки и стружку составляется ведомость с указанием элемента, профиля, места вырезки, клейма. 
 
При анализе случаев разрушения металлоконструкций, кроме того, выявляется распределение сернистых включений способом отпечатка по Бауману и определяется микроструктура стали. 
 
Пробы стали для испытаний отбираются из партии элементов. К одной партии относится не более 30 элементов одного типоразмера проката (лист, уголок и пр.), одной марки стали, входящих в состав однотипных конструкций одной поставки или одного периода изготовления. 
 

Количество и размер заготовок, вырезанных из элементов одной партии, зависят от выбранных видов испытаний  и количества проб (образцов) для каждого вида испытания (см. таблицу). 
 
 

 
 

 

 
Количество элементов

 
Количество проб (образцов)

 
Вид испытания

 
из одной партии

 
из элемента

 
всего от партии элементов

 
Испытание на растяжение

 
2

 
1

 
2

 
Химический анализ

 
3

 
1

 
3

 
Ударная вязкость при:

 
 

 

 
 

 

 
 

 

 
+20°С

 
2

 
>3

 
>6

 
-20°С

 
2

 
>3

 
>6

 
Отпечатки по Бауману

 
2

 
1

 
2


 
  
 
При вырезке заготовок кислородным  пламенем припуск на механическую обработку  следует давать не менее одной  толщины проката, но не менее 20 мм. 
 
Места отбора проб должны располагаться на наименее напряженных участках элементов: 
 
- в нижних поясах ферм — на свободных горизонтальных полках в крайних нижних узлах при шарнирном расчетном опирании ферм или в наименее нагруженных панелях поясов при неразрезной схеме ферм; 
 
- в раскосах — на свободных полках в узлах; 
 
- на фасонках с минимально нагруженными раскосами; 
 
- на нижних поясах балок — на их приопорных участках; 
 
- в стенках балок — в их средней части; 
 
- в колоннах сплошного сечения — в средней части стенки. 
 
Все образцы для механических испытаний вырезаются из сортового и фасованного проката — вдоль направления проката, а из листового и широкополосного — поперек направления проката. 
 
Места отбора проб следует назначать вдали от мест с концентраторами напряжений, а последующее усиление этих мест следует производить с примыканием элементов усиления к основному металлу внахлест (примыкание; их встык должно быть исключено). 
 
Качество стали оценивается по результатам комплексных испытаний с учетом зависимости между химическим составом и механическими свойствами. 
 
О сопротивляемости хрупкому разрушению судят на основании сопоставления результатов дополнительных испытаний с нормами, регламентированными действующим СНиП для данной конструкции, а при необходимости также с данными СНиП, ГОСТ, ОСТ и технических условий на поставку стали, действующих на период возведения обследуемых конструкций. На основании данных химического анализа и требований [13] должна быть установлена марка стали. 
 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ 
 
Для установления причин повреждений отдельных элементов металлоконструкций каркасов зданий и сооружений в некоторых случаях при обследовании требуется выявить фактические и прогнозируемые нагрузки, воздействия и условия эксплуатации. 
 
При обследовании определяются: 
 
- нагрузки от собственной массы металлоконструкций (ферм, колонн, связей и т.д.), которые определяются по проектным данным или по натурным измерениям (при отсутствии проекта); 
 
- нагрузки от стационарного технологического оборудования, принимаемые в соответствии с технической документацией; 
 
- нагрузки от массы ограждающих конструкций стен и покрытия, опирающихся на каркас; 
 
- снеговые, ветровые и динамические нагрузки на конструкции, принимаемые по указаниям [3]; 
 
- крановые нагрузки, принимаемые по заводским характеристикам крана, приведенным в паспортах; 
 
- нагрузки от массы людей, ремонтных материалов, пылевых отложений. 
 
При обследовании учитываются: 
 
- неравномерные осадки фундаментов; 
 
- температурные воздействия; 
 
- воздействия агрессивной среды; 
 
- абразивный износ. 
Кроме того, при обследовании учитываются состояние антикоррозионной защиты и загрязненность металлоконструкций, следы использования металлоконструкций в несвойственных им функциях. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ 

Наиболее характерными дефектами  и повреждениями элементов или  конструкций в целом являются: 
 
- деформации отдельных элементов или конструкций в целом в виде погнутостей, прогибов, искривлений и т.п.; 
 
- отклонение или смещение элементов конструкций от проектного положения; 
 
- отсутствие отдельных элементов в конструкциях; 
 
- непроектное размещение элементов конструкций; 
 
- нарушение геометрических размеров сечений или профиля элементов; 
 
- механические или температурные повреждения металла; 
 
- трещины различного характера в металле; 
 
- дефекты и разрушения стыковых и узловых соединений (сварных, заклепочных, болтовых); 
 
- наличие в конструкциях концентраторов напряжений; 
 
- взаимное смещение в узлах сопряжения конструкций; 
 
- разрушение антикоррозионных защитных покрытий и коррозионные повреждения металла и соединений; 
 
- ослабление поперечных сечений элементов (вырезы, выбоины, истирание и т.д.); 
 
- неграмотно выполненное усиление конструкций; 
 
- деформации в элементах конструкций вследствие неравномерных осадок; 
 
- непроектное приложение нагрузок на элементы конструкций в процессе эксплуатации (подвеска технологического оборудования, подвески, допущенные при выполнении ремонтных работ и т.п.).  
 
На рис. 1 показана классификация дефектов и повреждений металлических конструкций. 
 
 
 
Рис.1. Классификация дефектов и повреждений стальных конструкций 
Дефекты и повреждения при обследовании металлоконструкций выявляются следующими методами: 
 
Общие и местные деформации (прогибы, выгибы, искривления, выпучивания, погнутости, вмятины и т.п.) металлических конструкций в целом или отдельных элементов следует определять путем натяжения тонкой проволоки между концами конструкций или элемента и измерения максимального расстояния между проволокой и конструкцией или элементом. 
 

При измерении местных деформаций (прогибов, вмятин и т.п.) допускается  применять вместо проволоки металлическую линейку, прикладываемую к элементу конструкции. 
 
Отклонение металлической конструкции в целом или отдельных ее элементов от вертикали следует выявлять с помощью отвеса и уровня с измерением максимального значения отклонения линейкой, рулеткой и т.п. или геодезической съемкой. 
 
Отклонения металлических конструкций от проектного положения в плане необходимо определять, как правило, геодезической съемкой. Допускается определять смещение конструкции в плане с помощью проволоки, линейки, рулетки и т.п. 
 
Ширину раскрытия трещин в металле следует определять с помощью градуированной лупы или мерительного микроскопа. 
 
Обнаруженные отступления от проекта, дефекты и повреждения должны быть отражены в специальных ведомостях и схемах. Ведомости дефектов должны быть составлены по отдельным видам конструкции (фермы, колонны, балки и т.д.) с указанием местоположения дефекта (наименование стержня панели, расстояние до узла и т.п.). Ведомости должны содержать специальные схемы, дефекты должны быть детально описаны и зафиксированы с указанием размеров, характеризующих их.  
 
 
Заключение. 
 
Общей целью обследований технического состояния строительных конструкций являются диагностика, выявление степени физического износа, причин возникновения дефектов и повреждений, фактического состояния (работоспособности конструкций) и разработка мероприятий по обеспечению нормальной (безопасной) эксплуатации. Необходимость в проведении обследовательских работ, их объем, состав и характер зависят от поставленных конкретных задач. Обследование может проводиться как для всего здания в целом, так и для отдельных видов конструкций: кровля, стены, фундаменты. На основании этих работ делаются выводы о пригодности данного здания или конструкции к дальнейшей эксплуатации с учетом существующих или планируемых нагрузок. И условий, при которых здание в целом и отдельные его конструкции в частности пригодны к эксплуатации. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 
 
  
 
1. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. 
 
2. СНиП III-18-75. Металлические конструкции. Правила производства и приемки работ. 
 
3. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования. 
 
4. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. 
 
5. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования. 
 
6. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве. 
 
7. Пособие по проектированию усиления стальных конструкций (к СНиП II-23-81*).- М.: Госстрой СССР, 1989. 
 
8. Пособие по контролю состояния строительных металлических конструкций зданий и сооружений в агрессивных средах, проведению обследований и проектированию восстановления защиты конструкций от коррозии (к СНиП 2.03.11-85).- М.: Стройиздат, 1989. 
 
9. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение. 
 
10. ГОСТ 9454-78. Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах. 
 
11. ГОСТ 7564-97. Сталь. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний. 
 
12. ГОСТ 7565-81. Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для химического состава. 
 
13. ГОСТ 380-94. Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. 
 
14. ГОСТ 12503-75. Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования. 
 
15. ГОСТ 22761-77. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия. 
 
16. ГОСТ 22762-77. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости на пределе текучести вдавливанием шара. 
 
17. ГОСТ 22536.1-88. Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита. 
 
18. ГОСТ 6996-66. Сварные соединения. Методы определения механических свойств. 
 
19. ГОСТ 3242-79. Соединения сварные. Методы контроля качества. 
 
20. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. 
 
21. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. 
 
22. Руководство по обследованию сварных стальных конструкций, выполненных из кипящей углеродистой стали, и разработке мероприятий, предупреждающих их хрупкое разрушение.- М.: Ротапринт ЦНИИПСК, 1979.


Информация о работе Обследование металлических конструкций