Усиление металлических конструкций композитными материалами | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (197) март 2018 г.

Дата публикации: 18.03.2018

Статья просмотрена: 302 раза

Библиографическое описание:

Бикбаева К. А., Савинкова К. С. Усиление металлических конструкций композитными материалами // Молодой ученый. — 2018. — №11. — С. 71-73. — URL https://moluch.ru/archive/197/48815/ (дата обращения: 24.02.2019).



Сегодня в современной строительной индустрии наблюдается постоянный рост применения металлоконструкций при возведении зданий различного назначения. Такие конструкции используются повсеместно: в качестве каркасов быстровозводимых сооружений, пролетных конструкций транспортных мостов, конструктивных элементов покрытий и перекрытий. Разнообразные эксплуатационные факторы — силовые и температурные воздействия, действия агрессивной окружающей среды, снижают несущую способность и сокращают жизненный цикл любой металлической конструкции. Помимо этого к причинам усиления конструкций из металла можно отнести:

– их повреждения от механических воздействий;

– прогибы, вмятины, искривления, истирания и др.;

– ошибки проектирования, монтажа и эксплуатации металлоконструкций;

– реконструкция, расширение, техническое перевооружение, вызывающие увеличение нагрузок на конструкции в действующих предприятиях.

К наиболее распространенным традиционным способам усиления металлоконструкций относятся: увеличение и наращивание сечений элементов, устройство дополнительных связей, ребер, диафрагм, распорок, усиление соединений элементов, установка дополнительных элементов в существующие конструкции. Принципиально новым способом усиления металлических конструкций является способ, основанный на использовании армированных фибрами полимерных материалов. Усиление композитами металлических конструкций, в отличие от железобетонных, получило наименьшее распространение. Внешнее армирование из фиброармированных пластиков в основном используется для усиления колонн, балок, стропильных и подстропильных ферм (элементов чаще всего нуждающихся в усилении) и других конструкций. Однако при проектировании усиления конструкций из металла с использованием этого материала необходимо учитывать остаточную несущую способность и жесткость элементов, подвергаемых усилению. Такое проектирование включает следующие этапы:

  1. Выбор композитного материала

Для обеспечения требуемой прочности и долговечности усиливаемых конструкций необходимо учитывать модуль упругости материала вышеуказанных композитов, предел его прочности при растяжении, их формы и конфигурации.

  1. Предварительная подготовка поверхности усиляемого элемента.

Процессы обработки поверхности оказывают большое влияние на надежность соединения фиброармированных пластиков с конструкцией, что в свою очередь существенно влияет на характеристики усиливаемой конструкции.

  1. Предотвращение гальванической коррозии

Профилактикой появления гальванической коррозии является изолирование различных металлов друг от друга, нанесение между ними стойкого герметика или использование клея с хорошими изоляционными свойствами.

  1. Выбор клея и технологии приклеивания

При усилении производственного здания необходимо учитывать время отверждения клея, толщину слоя покрытия клеем и напряжение сдвига, вызванное циклической нагрузкой. Все эти факторы влияют на окончательную жесткость и прочность конструкции.

  1. Контроль качества в процессе усиления.

Контролировать качество металлоконструкций позволяют частично разрушающие или неразрушающие испытания. В ходе контроля оценивают прочность композитных материалов против расслаивания. Для последующего проведения полу-разрушающих испытаний предварительно подготавливают специальные испытательные зоны (свидетели), усиленные фиброармированными пластиками, которые имеют аналогичную систему усиления и подвержены аналогичным воздействиям окружающей среды, что и фактически работающие системы усиления.

Применение композитов в качестве материалов усиления металлоконструкций имеет множество преимуществ:

– Высокая прочность (выше прочности стали)

– Высокая стойкость к коррозии

– Небольшие вес и толщина конструкций усиления

– Возможность усиления конструкций во время производственного процесса

– Экологичность

– Возможность применения на труднодоступных криволинейных поверхностях

– Высокая работоспособность при широком спектре температур и напряжений

Несомненно, следует отметить и недостатки использования фиброармированного пластика:

– Высокая стоимость

– Необходимость устранения гальванической коррозии

– Трудоемкий подбор материала

– Соблюдение точной технологии

Также необходимо учесть: относительно небольшой опыт применения в России, ограниченная нормативная документация для проектирования и расчетов.

Усиление композиционными материалами, как метод восстановления и увеличения несущей способности конструкций, успешно используется по всему миру в течение более двух десятилетий и является неоспоримым инновационным достижением в области строительных технологий. Однако отсутствие теоретических и экспериментальных исследований и, как следствие, нормативной базы является основной причиной относительно небольшого российского опыта применения композитов для усиления металлических конструкций. Тем не менее композиты нашли широкое применение в нашей стране в качестве материалов усиления железобетонных конструкций, что дает надежду что данный метод усиления обретет признание и повсеместное использование в реконструкции и металлических сооружений.

Литература:

  1. Овчинников И. Г., Овчинников И. И., Чесноков Г. В., Покулаев К. В., Татиев Д. А. Усиление металлических конструкций фиброармированными пластиками. Часть 1 //Интернет-журнал «Науковедение». 2014. — Выпуск 3: май-июнь. С. 1–27
  2. СО 34.21.673 Рекомендации по усилению стальных конструкций производствен-ных зданий и сооружений энергопредприятий. «Гипроэнергоремонт» 2010. С. 143
  3. СТО 2236–002–2011. Стандарт организации. Система внешнего армирования из полимерных композитов FibARM для ремонта и усиления строительных конструкций. Общие требования. Технология устройства. ЗАО «Препрег-СКМ» М. 2011. С. 16
Основные термины (генерируются автоматически): конструкция, гальваническая коррозия, усиление.


Похожие статьи

Преимущества гальваномеханического осаждения металлов при...

Гальванические покрытия имеют достаточно большие перспективы при восстановлении изношенных поверхностей деталей мобильных машин, особенно интересен способ гальваномеханического осаждения с активацией катодной поверхности непосредственно во...

Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий

Температура — 25 (298К). Схема, образующегося гальванического элемента

— 87 с. Кеше Г. Коррозия металлов [Текст]: физико-химические принципы и актуальные проблемы / Г. Кеше; пер. с нем. и науч. ред. Я. М. Колотыркина и В. В. Лосева.

К вопросу автоматизации технологического процесса нанесения...

Гальванические покрытия являются одним из эффективных методов защиты от коррозии, так же широко применяются для придания поверхности деталей ценных специальных свойств. Предприятиям, на которых существуют гальванические цеха...

Коррозия металлов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Надежным способом зашиты от коррозии, являются гальванические покрытия, которые получают электролизом в водных растворах.

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее возникновения.

Повышение коррозионной стойкости металлов | Статья...

Рассмотрена методика оценки состояния металлических конструкций. Предложены химические составы для удаления продуктов коррозии при измерении глубины повреждений. Ключевые слова: коррозионная стойкость...

Способы изменения конструкции устройства для снижения...

В системах возможно возникновение не только микрокоррозионных, но и макрокоррозионных гальванических элементов.

Зависимость вида переплетения нитей в челночном стежке от конструкции челночного устройства. К вопросу оценки скорости коррозии технических...

Использование новой технологии электрохимической активации...

Приведены результаты лабораторных исследований технологии очистки сточных вод гальванопроизводств, предусматривающей электроактивацию растворов щелочных реагентов с образованием феррат натрия.

Обоснование применения электрохимический защиты...

Ключевые слова: коррозия трубопроводных систем, методы защиты от коррозии, катодная защита, электрохимический метод защиты трубопроводов.

Под действием сформированного гальванического источника (железо-магниевый элемент) происходит электролиз воды...

Влияние параметров гальванического процесса на...

В работе рассмотрено влияние различных параметров гальванического процесса и условий электролиза на физико-механические свойства и качество железоникелевых покрытий. Для определения соответствия железоникелевого покрытия...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Преимущества гальваномеханического осаждения металлов при...

Гальванические покрытия имеют достаточно большие перспективы при восстановлении изношенных поверхностей деталей мобильных машин, особенно интересен способ гальваномеханического осаждения с активацией катодной поверхности непосредственно во...

Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий

Температура — 25 (298К). Схема, образующегося гальванического элемента

— 87 с. Кеше Г. Коррозия металлов [Текст]: физико-химические принципы и актуальные проблемы / Г. Кеше; пер. с нем. и науч. ред. Я. М. Колотыркина и В. В. Лосева.

К вопросу автоматизации технологического процесса нанесения...

Гальванические покрытия являются одним из эффективных методов защиты от коррозии, так же широко применяются для придания поверхности деталей ценных специальных свойств. Предприятиям, на которых существуют гальванические цеха...

Коррозия металлов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Надежным способом зашиты от коррозии, являются гальванические покрытия, которые получают электролизом в водных растворах.

Коррозия железобетонных конструкций и причины ее возникновения.

Повышение коррозионной стойкости металлов | Статья...

Рассмотрена методика оценки состояния металлических конструкций. Предложены химические составы для удаления продуктов коррозии при измерении глубины повреждений. Ключевые слова: коррозионная стойкость...

Способы изменения конструкции устройства для снижения...

В системах возможно возникновение не только микрокоррозионных, но и макрокоррозионных гальванических элементов.

Зависимость вида переплетения нитей в челночном стежке от конструкции челночного устройства. К вопросу оценки скорости коррозии технических...

Использование новой технологии электрохимической активации...

Приведены результаты лабораторных исследований технологии очистки сточных вод гальванопроизводств, предусматривающей электроактивацию растворов щелочных реагентов с образованием феррат натрия.

Обоснование применения электрохимический защиты...

Ключевые слова: коррозия трубопроводных систем, методы защиты от коррозии, катодная защита, электрохимический метод защиты трубопроводов.

Под действием сформированного гальванического источника (железо-магниевый элемент) происходит электролиз воды...

Влияние параметров гальванического процесса на...

В работе рассмотрено влияние различных параметров гальванического процесса и условий электролиза на физико-механические свойства и качество железоникелевых покрытий. Для определения соответствия железоникелевого покрытия...

Задать вопрос