Многоэтажные здания

Виды разрушения стали

Виды разрушения стали

Все конструктивные строительные материалы, можно разделить на два вида: вязкие и хрупкие. Первые разрушаются медленно, пластично, т.е. их разрушение происходит не мгновенно, а сопровождается, значительными постепенными пластическими деформациями. Вторые, наоборот, разрушаются при растягивающих усилиях мгновенно, без каких-либо пластических деформаций, т.е. путем отрыва, что очень опасно. К пластичным, вязким материалам, в первую очередь, относятся: сталь, алюминиевые сплавы, дерево, и др. К хрупким  чугун, бетон, камень, кирпич и т.д.

Пластичность сталей является исключительно важным свойством и делает их особо надежными в эксплуатации. Она (пластичность) позволяет претерпевать перегрузки, значительные остаточные деформации перед разрушением, без образования трещин. Особую роль играет вязкость сталей, т.е. свойство поглощать механическую энергию в пластически допустимых объемах.

При этом вязкость и хрупкость не являются неизменяемыми свойствами, и сталь под влиянием ряда обстоятельств может переходить из деформационного состояния в хрупкое.

Испытание образцов на одноосное растяжение осуществляется на разрывных машинах, автоматически пишущих диаграмму растяжения и указывающих все данные испытания. Образцы принимаются двух типов: короткие и длинные. Они могут быть круглые с длиной  равной 5 диаметрам образца (короткие) и с равной 10 диаметрам образца (длинные). Используются и плоские образцы, в которых длина короткого определяется формулой 1о=5,65 Ta, длинного расчетная длина образца, площадь сечения образца. При пластических деформациях на растягиваемых образцах появляются заметные на глаз косые линии текучести (линии Чернова  Людерса), направленные под углом около 45° к линии действия растягивающих сил, т.е. совпадающие с действием наибольших касательных напряжений. Эти линии являются следом пластических смещений и остаются видимыми после снятия нагрузки.

Пластическое разрушение с резким сокращением площади сечения образца, образованием шейки и линии скольжения (разрушения) под углом примерно 45° к направлению действия сил. Поверхность излома образца волокнистая, матовая.

При хрупком разрушении . 2.4 б) линия излома перпендикулярна линии действия сил, пластические деформации отсутствуют, поверхность излома имеет характерный кристаллический блеск. При этом уровень разрушающих напряжений может быть значительно выше временного сопротивления стали. Хотя, в отдельных случаях при наличии концентраторов напряжений уровень разрушающих напряжений может оказаться и существенно ниже нормативных значений стали.

Факторы, способствующие переходу стали в хрупкое состояние, химический состав стали, неудачное конструирование, наличие концентраторов напряжений, неправильная ориентация сварных швов и т.д. Но к основным факторам относятся снижение температуры (главный фактор) и повышение скоро деформирования. С позиции влияния низких температур опасным для стальных каркасов высотных зданий являются тяжело нагруженные растянутые, расположенные с внешней стороны в зданиях, эксплуатируемых в районах с суровым климатом (низкими температурами).

Скорость развития хрупких трещин очень большая и может доходить до 1500… 1700 м/с. Наблюдается и так называемое „квазихрупкое разрушение» I когда на поверхности излома могут находиться участки с волокнистыми вставляющими и участки с кристаллическим блеском.

Все вышесказанное требует крайней серьезности при конструировании стальных каркасов многоэтажных зданий и выборе марок сталей (см. ниже).

Комментарии запрещены.