2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
KONSTRUKCJI STALOWYCH
Wykład 8
1
2011-02-09
TRWAA
OŚĆ OBIEKTU O KONSTRUKCJI STALOWEJ
Ryzyko awarii stalowych konstrukcji budowlanych r(t)
I (t t1) cykl inwestycyjny objęty gwarancjami wykonawcy
I  (to  t1)  cykl inwestycyjny objęty gwarancjami wykonawcy
II  (t1  t2)  okres bezawaryjnej eksploatacji
III  (t2  tn)  okres starzenia siÄ™ konstrukcji
2
2011-02-09
TRWAA
OŚĆ OBIEKTU O KONSTRUKCJI STALOWEJ
I  (to  t1)  cykl inwestycyjny objęty gwarancjami wykonawcy:
1 Awarie spowodowane zastosowaniem niewłaściwych materiałów
1. Awarie spowodowane zastosowaniem niewłaściwych materiałów
1.1. Stal o nieodpowiednich właściwościach mechanicznych
1.2. Stal o niedostatecznej spawalności
1.3. Stal skłonna do kruchego pękania (C- Mn)
2. Awarie spowodowane błędami projektowania
2.1. Błędna prognoza obciążeń (śnieg, obciążenia technologiczne)
Ä™ p g Ä… ( g, Ä… g)
2.2. Błędne modelowanie konstrukcji
2.3. Niewłaściwe kształtowanie konstrukcji
3 Awarie spowodowane błędami wytwarzania
3. Awarie spowodowane błędami wytwarzania
4. Awarie spowodowane utratą stateczności podczas montażu
3
2011-02-09
AWARIE W TRAKCIE MONTAŻU  STRÓŻA 2006
4
2011-02-09
AWARIE W TRAKCIE MONTAŻU
5
2011-02-09
AWARIE W TRAKCIE MONTAŻU
6
2011-02-09
AWARIE W TRAKCIE MONTAŻU
7
2011-02-09
AWARIE W TRAKCIE MONTAŻU
8
2011-02-09
AWARIE W TRAKCIE MONTAŻU
9
2011-02-09
TRWAA
OŚĆ OBIEKTU O KONSTRUKCJI STALOWEJ
II  (t1  t2)  okres regularnej eksploatacji
Okresowe przeglÄ…dy techniczne
1. Awarie spowodowane warunkami eksploatacji:
1.1. Zmiana warunków pracy
1.2. Zmiana obciążeń
1.3. Zmiana układu statycznego
2 Długotrwałe działania czynników niszczących konstrukcje stalowe
2. Długotrwałe działania czynników niszczących konstrukcje stalowe
2.1. Korozja stali
2.2. Zmęczenie stali
23 D i Å‚ iki h
2.3. Działania wysokich temperatur
10
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
Korozja stali (zbadana po raz pierwszy przez Lavoisier a pod
koniec XVIII w.) polega na utlenianiu Fe, tzn. przechodzeniu
atomów z sieci metalicznej w stan jonowy
atomów z sieci metalicznej w stan jonowy.
W zależności od mechanizmu tego przejścia rozróżnia się
korozję chemiczną  procesy, którym nie towarzyszy przepływ
prądu  i elektrochemiczną  związaną z przepływem prądu
przez fazy: metal  elektrolit (odkryta i zbadana przez Volta pod
ft l l kt lit ( dk t i b d V lt d
koniec XVIII w.). Korozja elektrochemiczna obejmuje większość
destrukcyjnych procesów spotykanych w budownictwie
Odmiany korozji
- ogólna (powierzchniowa)
- miejscowa (obwodowa lub punktowa)
- kontaktowa (w miejscu połączenia różnych metali lub
otoczeniu łączników sworzniowych)
- wżerowa (lokalna materiału spasywowanego)
wżerowa (lokalna materiału spasywowanego)
11
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
Rodzaje korozji:
- Korozja atmosferyczna (tlen + wilgoć 80 % strat)
- Korozja wodna (obiekty hydrotechniczne)
Korozja wodna (obiekty hydrotechniczne)
- Korozja ziemna (~10 % strat)
- Korozja chemiczna
- Korozja międzykrystaliczna
K j i d k t li
- Korozja naprężeniowa
- Korozja wywołana prądami błądzącymi
12
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
Prędkość korozji stali
1. Wpływ atmosfery na intensywność korozji
11 Sucha podtropikalna  v = 0 001 mm/rok
1.1. Sucha, podtropikalna  v = 0,001 mm/rok
1.2. Podbiegunowa  v = 0,01 mm/rok
1.3. Wiejska, umiarkowana  v = 0,03 mm/rok
14 Mi j k i k 005 / k
1.4. Miejska umiarkowana  v = 0,05 mm/rok
1.5. Przemysłowa o dużym zapyleniu  v = 0,10-0,20 mm/rok
2. Wpływ stosunku wielkości pół katodowych do anodowych na
powierzchni metalu (wg elektrochemicznej teorii korozji)
13
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
Wpływ kształtu elementów na prędkość korozji
Wpływ kształtu elementów na prędkość korozji
14
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
Kategorie korozyjności  agresywność środowiska
Przykłady środowisk
Kat. korozyjn.
WewnÄ…trz Na zewnÄ…trz
Budynki ogrzewane Nie dotyczy
C1 b. mała
Budynki nieogrzewane Tereny wiejskie
C2 mała
Pomieszczenia produkcyjne Atmosfera miejska i
C3 średnia
przemysłowa
Zakłady chemiczne stocznie Obszary przemysłowe lub
Zakłady chemiczne, stocznie Obszary przemysłowe lub
C4 duża
C4 duża
przybrzeżne
Obiekty z ciągłą kondensacją Obszary przemysłowe o
C5-I b. duża
dużej g
j wilgotności
przemysł. pary wodnej i zanieczyszczone
przemysł. pary wodnej i zanieczyszczone
Obiekty z ciągłą kondensacją Obszary przybrzeżne o
C5-M b. duża
dużym zasoleniu
morska pary wodnej i zanieczyszczone
15
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
Oczekiwana trwałość powłok antykorozyjnych
Oczekiwana trwałość powłok antykorozyjnych
16
2011-02-09
WPA
YW KOROZJI NA STAN TECHNICZNY
a) Destrukcja korozyjna konstrukcji prętowych o przekrojach klasy 1-3
(układy ramowe dz
wigary kratowe)
(układy ramowe, dz
wigary kratowe)
b) Destrukcja korozyjna konstrukcji powłokowych (zbiorniki, silosy,
galerie powłokowe)
c) Destrukcja korozyjna szkieletów stalowych z lekką obudową ,o
) D t k j k j ki l tó t l h l kk b d
przekrojach prętów klasy 3-4, z blachą profilowaną t d" 1,5 mm
współpracującą ze stalowym szkieletem
Ad a) i ad b) nawet silna korozja, do lokalnych perforacji włącznie
nie musi oznaczać stanu awaryjnego
Ad c) korozja miejscowa, zwłaszcza wokół łączników, może
oznaczać stan przedawaryjny lub awaryjny
oznaczać stan przedawaryjny lub awaryjny
17
2011-02-09
Stan techniczny stalowego szkieletu (kl. 1-2)
Schemat statyczny powtarzalnej ramy poprzecznej
18
2011-02-09
Stan techniczny stalowego szkieletu (kl. 1-2)
19
2011-02-09
Stan techniczny stalowego szkieletu (kl. 1-2)
20
2011-02-09
Stan techniczny stalowego szkieletu (kl. 1-2)
" Nasilona korozja wystąpiła powyżej posadzki na poz. ą 0,00 m w
miejscach stałego zawilgocenia
" Warunki nośności słupów dla przypadku dominującej w
" Warunki nośności słupów, dla przypadku dominującej w
przekrojach siły osiowej NEd:
Nośność skorodowanego przekroju słupa przy podstawie Anet < A:
Anetfy
NEd
d" 1,0;
Nc,Rd =
Nc,Rd
Å‚M0
Wyboczenie sprężysto-plastyczne sÅ‚upa (Ç = 0,7-0,9)
ÇAfy
NEd
d" 1,0; Nb Rd
d" 1,0; Nb,Rd =
Nb,Rd Å‚M1
Nc,Rd
Anet
= = 10 A = ÇA
= = 1,0 Anet = ÇA
Nb,Rd ÇA
21
2011-02-09
Stan techniczny dachu szedowego
Stan techniczny dachu szedowego
22
2011-02-09
Stan techniczny dachu szedowego  pas rygla K
23
2011-02-09
GALERIA POWA
OKOWA LINII NAW
GLANIA
GALERIA POWA
OKOWA LINII NAW
GLANIA
Schemat galerii
24
2011-02-09
GALERIA POWA
OKOWA LINII NAW
GLANIA
25
2011-02-09
ANALITYCZNE SFORMUA
OWANIE WPA
YWU
KOROZJI POWIERZCHNIOWEJ NA NOŚNOŚĆ
KOROZJI POWIERZCHNIOWEJ NA NOŚNOŚĆ
1. Pomiary grubości blach i kształtowników stalowych {ti} = {t1, t2,.. tn}
2. Statystyczne parametry rozkładu grubości elementów stalowych:
n
1
1
t
t =
"t
"t
i
n
i=1
2
n
1
1
(t t)
źt = (ti - t)
"
"
n -1
i=1
źt
t
v
vt =
t
26
2011-02-09
ANALITYCZNE SFORMUA
OWANIE WPA
YWU
KOROZJI POWIERZCHNIOWEJ NA NOŚNOŚĆ
3. Bezwymiarowy parametr grubości elementów C
t
ti
Ci =
tnom
n
1
C
C =
"C
"C
i
n
i=1
2
n
1
źC (Ci C)
źC = (Ci - C)
"
"
n -1
i=1
źC
vC =
C
C
27
2011-02-09
ANALITYCZNE SFORMUA
OWANIE WPA
YWU
KOROZJI POWIERZCHNIOWEJ NA NOŚNOŚĆ
KOROZJI POWIERZCHNIOWEJ NA NOŚNOŚĆ
4. Statystyczny współczynnik  błędu obliczeń konstrukcji
skorodowanej:
(
Ck = C(1- 2vC)= Cexp(- 2vC)
(
(
C E" C
5. Nośność przekroju skorodowanego:
N =(Cf )A =C (Af )
NRd = (Ckfk)A = Ck (Afk)
MRd = (Ckfk)W = Ck (Wfk)
6. Konwencjonalna wytrzymałość stali konstrukcji skorodowanej
fk* = Ckfk
28
2011-02-09
Literatura do wykładu 14
1. Materiały z Konferencji Naukowo-Technicznej AWARIE
ędzyzdroje.
BUDOWLANE. Szczecin  MiÄ™ y j
29