Выносливость сварных соединений и назначение расчетных характеристик арматуры по выносливости

Снижение усталостной прочности сварных соединений металлических конструкций при переменных нагрузках связано с воздействием ряда факторов, основными из которых являются: концентрации напряжений, возникающие в сварном соединении вследствие изменения геометрической формы сечения элемента (накладки, наплавка валика и возможные дефекты в виде непроваров, шлаковых включений в шве). Остаточные напряжения от сварки; изменение механических характеристик металла в зонах расплава и теплового влияния сварки.

Большинство исследователей отмечают, что основное влияние на усталостную прочность сварных соединений оказывает изменение геометрической формы сечения элемента.

Выносливость сварных соединений и назначение расчетных характеристик арматуры по выносливости.

В зависимости от типа сварного соединения снижение усталостной прочности может быть различным. Так, сварка встык без обработки образцов из стали приводила к снижению усталостной прочности соответственно в 1,4 и 1,7 раза по сравнению с основным металлом. Зачистка шва заподлицо и его шлифовка приводили к росту усталостной прочности до прочности исходного металла. Устройство скосов, утолщений сечения в зоне стыка, как было установлено в, способствует повышению усталостной прочности сварных стыков. Наиболее эффективна механическая обработка сварных швов и особенно их концов. Кроме того, было установлено, что только комплекс различных мероприятий позволяет существенно повышать усталостную прочность сварных стыков. Применительно к сварным стыкам арматуры решающее влияние на усталостную прочность также оказывает плавность перехода от сечений стыкуемых стержней к элементам стыка.

Для установления мест концентрации напряжений были проведены поляризационно-оптические исследования напряженного состояния стыков с парными симметричными и смещенными накладками при двустороннем наложении фланговых швов. Модели стыков выполнялись из оптически активного материала и подвергались осевому растяжению. Для получения более ясно картины напряженного состояния по диаметральному сечению стыка круглые стержни и накладки были заменены прямоугольными. Напряжения выражены в долях равномерного среднего напряжения, действующего в стержне арматуры в зоне вне стыка. Как видно, наибольшая неравномерность для стыка с парными симметричными накладками наблюдается в сечении, совпадающем с торцами накладок. Максимальное напряжение имеет место в крайних волокнах и составляет 1,44 среднего напряжения. По оси стержня напряжение падает и составляет 0,66 среднего. Таким образом, коэффициент концентрации напряжений, отнесенный к среднему напряжению, для этого типа стыка составляет 1,44.