3.Влияние пределов изменения напряжений в течение цикла на прочность стальных элементов.

При многократном непрерывном нагружении возникает явление усталости металла, выражающееся в понижении его прочности, приближающейся к некоторой величине σуст, ниже которой разрушения стали не происходит. Эта величина называется предел усталостной прочности (выносливости). (см. рис.).

Схема влияния величины напряжения на разрушение при динамических нагрузках:

Пределу выносливости стали отвечает примерно 10 млн. циклов нагрузки. Однако уже при 2 млн. циклов усталостная прочность мало отличается от ее предела, поэтому испытания на выносливость применительно к стальным конструкциям обычно произвдится на базе 2*10⁶ циклов нагрузки. Усталостное разрушение происходит вследствие накопления числа дислокаций при каждом загружении и концентрации их около стыков зерен с последующим скоплением в большие группы, что способствует разрыхлению металла в этом месте и, наконец, образованию трещины. Трещина, развиваясь, приводит к разрыву. Текучесть металла приводит к сдвигу зерен относительно друг друга. Важно учитывать, что опасным считается состояние, когда напряжение достигает предела текучести многократно. Для сейсмостойкого строительства используются пластичные, однородные, спокойные стали, такие как Ст3 сп, 09Г2, 10Г2С, 15ХСНД, 10 ХСНД.

6.Работа сварных соединений при повторных загружениях (стыковые швы )

Стыковые швы наиболее рациональны, так как имеют наименьшую концентрацию напряжений, но они требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной больше 8 мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кро­мок изделия ,шов зачищается западлецо ,чтобы не было концентратора напряжений при зачистки шва зачищать нужно перпендикулярно узлу. В соответствии с формой разделки кромок швы бывают V, U, X и К-образные. Для V- и U-образных швов, свариваемых с одной стороны, обязательна подварка корня шва с другой стороны для устранения возможных непроваров, являющихся источни­ком концентрации напряжений.Начало и конец шва имеют непровар и кратер, являются дефектны­ми и их желательно выводить на технологические планки за пределы рабочего сечения шва, а затем отрезать

7.Работа сварных соединений при повторных загружениях(угловые швы).

Рис. Фланговые швы

А)распределение напряжений у фланговых швов.

Б) разрушение шва.

Рис.2. Работа лобового шва:

а) траектории силовых линий;

б) концентрация напряжений;

Рис.3. Мероприятия по уменьшению концентрации напряжений у швов:

а) плавный подход листа;

б) обработка и обрез конца листа;

в) острожка накладок

г)обработка поверхности шва.

Угловыми швами выполняются соединения внахлестку, и они могут быть фланговыми и лобовыми.

Фланговые швы,расположенные по кромкам прикрепляемого элемента параллельно действующему усилию,вызывает большую неравномерность распределения напряжений по ширине соединения. Неравномерно они работают и по длине,т.к. концы шва испытывают дополнительные усилия вследствие разной напряженности и неодинаковых деформаций соединяемых элементов в области шва.

Фланговый щов вызывает значительную неравномерность распределения напряжений в соединении.Лобовые швы неравномерно передают усилия по толщине швавследствие резкого искривления силового потока при переходе усилия с одного элемента на другой.рис.2. Особенно велики напряжения в корне шва. Уменьшение концентрации напряжений в соединении может быть достигнуто плавным примыканием привариваемой детали,механической обработкой (сглаживанием),зачисткой поверхности шва и конца накладки,увеличением пологости шва,сварку производить так,чтобы .