Регулирование напряжений

 

 

При усилении поврежденных конструкций с большим успехом может быть применено регулирование напряжений. Сущность его, как известно, сводится к искусственному перераспределению в конструкциях или их элементах усилий (напряжений) в нужную сторону. Усиление — есть один из частных случаев регулирования напряжений. Метод предварительного напряжения при регулировании напряжений основан на создании в конструкциях искусственных усилий, обратных по знаку тем усилиям, которые возникают при нормальной эксплуатации конструкций.

Предварительное напряжение находит широкое применение и при усилении конструкций. Так, например, при реконструкции старого корпуса Донецкого завода металлоконструкций Днепропетровским филиалом Проектстальконструкции усиление ферм произведено при помощи приварки к крайним узлам их нижнего пояса затяжки круглого сечения 0 = 30 мм, которая затем была натянута фаркопфами силой около 5 т. Благодаря этому усилие в нижнем поясе уменьшилось до 20 т.

Включением в работу затяжки из высокопрочных тросов в ГДР были усилены главные балки мостов пролетами 14 и 15,9л; несущая способность балок была увеличена на 30—50%, работы по усилению были выполнены без прекращения эксплуатации мостов и с наименьшими затратами по сравнению с другими способами усиления. Одним из недостатков применения при усилении тросов является потеря напряжений в них, которая происходит в основном за счет обмятия анкеров и упорных узлов. Правда, экспериментами установлено, что при длительных испытаниях потери напряжений не увеличиваются.

Новым в области усиления конструкций за последние годы является более смелое применение конструкций, усиливаемых под нагрузкой, и усиление сварных швов в напряженном состоянии. Успешно разрабатываются вопросы расчета элементов конструкций, усиленных под нагрузкой.

Достаточно большое число исследований и практических примеров усилений, выполненных за последнее время (работы Н. Н. Рыкалина, исследования ЦНИИ Проектстальконструкция), позволяет сделать вывод о том, что при хорошо разработанном процессе технологии сварки и выполнении работ квалифицированными сварщиками наплавка на существующие швы дополнительного металла вполне допустима.

В основе технологии усиления сварных швов в напряженном состоянии должен лежать принцип последовательности временного снижения прочности конструкций в зоне сварки при усилении от менее нагруженных узлов и элементов к более нагруженным.

Расчет усиления сварных швов под нагрузкой делается в предположении, что участки шва, имеющие температуру 550° С и. выше, выключаются из работы, так как такие швы не могут воспринимать нагрузку. В основу расчета берут уравнение предельного состояния процесса распространения тепла при нагреве элемента подвижным точечным источником и по уравнению находят длину участка швов, имеющих температуру 550° С и выше.