Проектирование стальных конструкций с учетом предотвращения хрупкого разрушения
13.1 При проектировании стальных конструкций следует исключать возможность хрупкого разрушения, возникающую вследствие неблагоприятного влияния сочетания следующих факторов:
пониженной температуры, при которой сталь в зависимости от ее химического состава, структуры и толщины проката переходит в хрупкое состояние;
действия подвижных, динамических и вибрационных нагрузок;
высоких местных напряжений, вызванных воздействием сосредоточенных нагрузок или деформаций деталей соединения, а также остаточных напряжений;
резких концентраторов напряжений, ориентированных поперек направления действия растягивающих напряжений.
13.2 Для предотвращения хрупкого разрушения конструкций следует: выбирать сталь согласно требованиям 5.2 и таблицам В.1, В.2, В.3 приложения В;
по возможности избегать расположения сварных швов в зонах действия растягивающих напряжений, превышающих 0,4 Ry;
принимать меры по снижению неблагоприятного влияния концентрации напряжений и наклепа, вызванных конструктивным решением или возникающих при различных технологических операциях (правка, гибка, гильотинная резка, продавливание отверстий и т.п.);
избегать пересечений сварных швов;
для сварных стыковых соединений применять выводные планки и физические методы контроля качества швов;
учитывать, что конструкции со сплошной стенкой имеют меньше концентраторов напряжений, чем решетчатые;
в стыках элементов, перекрываемых накладками, фланговые швы не доводить до оси стыка не менее чем на 25 мм с каждой стороны;
применять возможно меньшие толщины элементов сечения (особенно при гильотинной резке кромок и продавливании отверстий);
фасонки связей, вспомогательных и других второстепенных элементов крепить к растянутым элементам конструкций по возможности на болтах.
13.3 При применении в сварных соединениях проката толщиной s ≥ 25 мм из низколегированных сталей в крестообразных, тавровых и угловых соединениях, а также у сварных швов с полным проплавлением, один из элементов в которых испытывает растягивающие напряжения по толщине листа, возникает риск появления слоистого разрушения (дефекта в прокате, образующегося под действием сварки, в виде слоистых трещин, параллельных плоскости проката).
Такой дефект обычно обнаруживается при ультразвуковом контроле качества швов.
Возникновение слоистого разрушения существенно зависит от формы соединений и расположения сварных швов, от размера шва, толщины свариваемых элементов, степени жесткости соединения и технологии сварки.
13.4 Склонность проката к слоистым разрушениям следует определять при испытаниях на растяжение в соответствии с ГОСТ 28870 по величине относительного сужения ψz на образцах, ось которых нормальна поверхности проката.
13.5 Исключить возможность слоистого разрушения можно при соблюдении условия
ψzp ≤ ψzн,
где ψzp - суммарный фактор риска;
ψzн - нормируемое значение фактора риска для проката в соответствии с ГОСТ 28870:
ψzн = 15, ψzн = 25, ψzн = 35 соответственно для групп качества проката Z15, Z25, Z35.
Расчетное значение ψzp следует определять по формуле
(174)
где ψzф - форма соединения и расположение сварных швов;
ψzт - толщина свариваемого проката;
ψzш - катет шва;
ψzж - степень жесткости соединения;
ψzс - влияние технологии сварки (суммарный фактор от количества проходов, последовательности наложения швов и подогрева).
Значения ψzф, ψzт, ψzш, ψzж, ψzс представлены в таблице 37.
Расчетное значение ψzp может быть уменьшено на 50 % в случае работы материала на статическое сжатие по толщине и увеличено на 10 % - в случае действия по толщине динамических или вибрационных нагрузок.
Таблица 37