20.3. 0пределение при испытаниях показателей качества металла, отбор проб для химического анализа и образцов для механических испытаний и их число следует производить в соответствии с указаниями прил. 10.

20.4. Допускается не производить испытания металла конструкций, предназначенных для эксплуатации, при напряжениях до 165 МПа (1700 кгс/см2) и расчетных температурах выше минус 30 °С для конструкций группы 3, выше минус 40 °С - для конструкций группы 4, выше минус 65 °С - для конструкций групп 3 и 4 при их усилении без применения сварки.

20.5. Расчетные сопротивления сварных соединений конструкций, подлежащих реконструкции или усилению, следует назначать с учетом марки стали, сварочных материалов, видов сварки, положения шва и способов их контроля, примененных в конструкции.

При отсутствии установленных нормами необходимых данных допускается:

для угловых швов принимать Rwun = Run;

??wm =1,25; ??f = 0,7 и ??z = 1,0, считая при этом ??c = 0,8;

для растянутых стыковых швов принимать Rwy= 0,55 Ry для конструкций, изготовленных до ., и Rwy = 0,85 Ry – после .

Допускается уточнять несущую способность сварных соединений по результатам испытаний образцов, взятых из конструкции.

 

Таблица 48

 

Государственный стандарт или технические условия на прокат

Коэффициент надежности по материалу ??m

ТУ 14-1-3023

1,025

ГОСТ 380, ГОСТ 14637; ГОСТ 19281 [стали с пределом текучести до 380 МПа (39 кгс/мм2) и сталь марки 14Г2АФ]; ТУ 14-1-1217

1,050

ГОСТ 19281 ??стали с пределом текучести свыше 380 МПа (39 кгс/мм2 ), кроме стали марки 14Г2АФ??

1,100

ТУ 14-1-1308, ТУ 14-1-1772

1,150

 

20.6. Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов, а также смятию элементов, соединяемых болтами, следует определять согласно п. 3.5; если невозможно установить класс прочности болтов, значения расчетных сопротивлений следует принимать как для болтов класса прочности 4.6 при расчете на срез и класса прочности 4.8 при расчете на растяжение.

20.7. Расчетные сопротивления заклепочных соединений следует принимать по табл. 49.

 

Таблица 49

 

Напряженное состояние

Условное обозначение

Группа соединения

Расчетные сопротивления заклепочных соединений, МПа (кгс/см )

срезу и растяжению заклепок из стали марок

смятию соединяемых элементов

Ст2, СтЗ

09 Г2

Срез

Rrs

В

С

180 (1800)

160 (1600)

220 (2200)

-

-

-

Растяжение (отрыв головки)

Rrt

В, С

120 (1200)

150 (1500)

-

Смятие

Rrp

В

С

-

-

 

Rr p = 2,0 Ry

Rr p = 1,7 Ry

 

Примечания: 1. К группе В относятся соединения, в которых заклепки поставлены в отверстия, сверленные в собранных элементах или в деталях по кондукторам.

К группе С относятся соединения, в которых заклепки поставлены в продавленные отверстия или в отверстия, сверленные без кондуктора в отдельных деталях.

2. При применении заклепок с потайными или полупотайными головками расчетные сопротивления заклепочных соединений срезу и смятию понижаются умножением на коэффициент 0,8. Работа указанных заклепок на растяжение не допускается.

 

Если в исполнительной документации отсутствуют указания о способе обработки отверстий и материале заклепок и установить их не представляется возможным, расчетные сопротивления следует принимать по табл. 49 как для соединения на заклепках группы С из стали марки Ст2.

20.8. Конструкции, эксплуатируемые при положительной температуре и изготовленные из кипящей малоуглеродистой стали, а также из других сталей, у которых по результатам испытаний значения ударной вязкости ниже гарантированных государственными стандартами по категориям стали для групп конструкций в соответствии с табл. 50, не подлежат усилению или замене при условии, что напряжения в элементах из этих сталей не будут превышать значений, имевшихся до реконструкции. Решение об использовании, усилении или замене этих конструкций, эксплуатация которых будет отличаться от указанных условий, принимается на основании заключения специализированного научно-исследовательского или проектного института.

20.9. Расчетная схема конструкции, сооружения или здания в целом принимается с учетом особенностей их действительной работы, в том числе с учетом фактических отклонений геометрической формы, размеров сечений, условий закрепления и выполнения узлов сопряжения элементов.

Проверочные расчеты элементов конструкций и их соединений выполняются с учетом обнаруженных дефектов и повреждений, коррозионного износа, фактических условий сопряжения и опирания. Расчеты элементов могут выполняться по деформированной схеме в соответствии с указаниями п. 1.8, принимая при этом коэффициент условий работы ??с = 1,0 для поз. 3,5 и 6,а табл. 6.

Расчет на устойчивость деформированного стержня с симметричными местными дефектами относительно главных осей основного сечения в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии основного сечения следует производить по приложению 9.

20.10. Конструкции, не удовлетворяющие требованиям разд. 5, 7-11, пп. 13.1,13.37 -13.51, 13.53 и п.16.3 настоящих норм, должны быть, как правило, усилены или заменены, за исключением случаев, указанных в данном разделе.

Отклонения от геометрической формы, размеров элементов и соединений от номинальных, превышающие допускаемые правилами производства и приемки работ, но не препятствующие нормальной эксплуатации, могут не устраняться при условии обеспечения несущей способности конструкций с учетом требований п. 20.9.

20.11. Допускается не усиливать элементы конструкций, если:

их горизонтальные и вертикальные прогибы и отклонения превышают предельные значения, установленные пп. 13.1 и 16.8, но не препятствуют нормальной эксплуатации;

их гибкость превышает предельные значения, установленные пп. 6.15 и 6.16, но элементы имеют искривления, не превышающие значений, установленных правилами производства и приемки работ, и усилия не будут возрастать в процессе дальнейшей эксплуатации, а также в тех случаях, когда возможность использования таких элементов проверена расчетом.

20.12. При разработке проектов реконструкции стальных конструкций зданий и сооружений следует выявлять и использовать резервы несущей способности и применять конструктивные решения, позволяющие осуществлять реконструкцию, как правило, без остановки производственного процесса.

При усилении конструкций допускается учитывать: возможность предварительного напряжения и активного регулирования усилий, в том числе за счет сварки, изменений конструктивной и расчетной схемы, а также упруго-пластическую работу материала, закритическую работу тонкостенных элементов и обшивок конструкций в соответствии с действующими нормами.

20.13. Конструкции усиления и методы его выполнения должны предусматривать меры по снижению нежелательных дополнительных деформаций элементов в процессе усиления в соответствии с п. 12.2.

Несущая способность конструкций в процессе выполнения работ по усилению должна обеспечиваться с учетом влияния ослаблении сечений дополнительными отверстиями под болты, а также сварки.

В необходимых случаях в период усиления конструкция должна быть полностью или частично разгружена.

20.14. В конструкциях 2-й и 3-й групп табл. 50, эксплуатируемых при расчетной температуре не ниже минус 40 °С в неагрессивных или слабоагрессивных средах, для обеспечения совместной работы деталей усиления и существующей конструкции допускается применять прерывистые фланговые швы.

Во всех случаях применения угловых швов следует, как правило, назначать минимально необходимые катеты. Допускается концевые участки швов проектировать с катетом большим, чем катет промежуточных участков, и устанавливать их размеры в соответствии с расчетом.

20.15. При усилении элементов конструкций допускается применять комбинированные соединения на заклепках и высокопрочных болтах или болтах класса точности А.

20.16. При расчете элементов конструкций, усиленных путем увеличения сечения, следует, как правило, учитывать разные расчетные сопротивления материала конструкции и усиления.

Допускается принимать одно расчетное сопротивление, равное меньшему из них, если они отличаются не более чем на 15%.

При расчете на устойчивость сжатых, внецентренно-сжатых и сжато изгибаемых элементов с усиленными сечениями допускается принимать приведенное значение расчетного сопротивления, вычисляемое по формуле

 

,(197)

 

где Ry - расчетное сопротивление основного металла, определяемое согласно требованиям п. 20.1;

k1, k2 - коэффициенты, вычисляемые по формулам:

 

;

(198)

 

здесь Rya - расчетное сопротивление металла усиления;

A, J - соответственно площадь и момент инерции сечения усиливаемого элемента относительно оси, перпендикулярной плоскости проверки устойчивости;

A tot, J tot - то же, усиленного элемента в целом.

20.17. Расчет на прочность и устойчивость элементов, усиленных способом увеличения сечений, следует, как правило, выполнять с учетом напряжений, существовавших в элементе в момент усиления (с учетом разгрузки конструкций). При этом необходимо учитывать начальные искривления элементов, смещение центра тяжести усиленного сечения и искривления, вызванные сваркой.

Искривления от сварки при проверке устойчивости сжатых и внецентренно-сжатых элементов и элементов, работающих на сжатие с изгибом, допускается учитывать введением дополнительного коэффициента условий работы ??с = 0,8.

Проверку на прочность элементов, рассчитанных в соответствии с п. 20.16 как для однородного сечения [кроме расчета по формулам (42), (43) и (52) настоящих норм], допускается выполнять на полное расчетное усилие без учета напряжений, существовавших до усиления, а при проверке стенок на местную устойчивость допускается использовать коэффициент условий работы ??с = 0,8.

20.18. Допускается не усиливать существующие стальные конструкции, выполненные с отступлением от требований пп. 12.8, 12.13, 12.19, 13.2, 13.3, 13.6, 13.13, 13.15, 13.18, 13.24, 13.26, 13.54, 15.11,15.13, 16.15 -16.18, 16.23 при условии, что:

отсутствуют вызванные этими отступлениями повреждения элементов конструкций;

исключены изменения в неблагоприятную сторону условий эксплуатации конструкций;

несущая способность и жесткость обоснованы расчетом с учетом требований пп. 20.9, 20.11 и 20.15;

выполняются мероприятия по предупреждению усталостного и хрупкого разрушения конструкций, на которые распространяются указания пп. 9.1, 9.3 и разд. 10.

 

 

Приложение 1

Обязательное

 

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

 

Стали для стальных конструкций зданий и сооружений

 

Таблица 50

 

Сталь

ГОСТ или ТУ

Категория стали для климатического района строительства (расчетная температура,° С)

II4 (-30>t ?? - 40); II5 и др. (t ?? -30)

I2, II2, и II3 (-40 ?? t ?? -50)

I1 (-50 ?? t ?? -65)

Группа 1. Сварные конструкции либо их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию динамических (в том числе и сейсмических при их работе в упруго-пластической стадии), вибрационных или подвижных нагрузок ??подкрановые балки; балки рабочих площадок; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; фасонки ферм; пролетные строения транспортерных галерей; сварные специальные опоры больших переходов линий электропередачи (ВЛ) высотой более ; элементы оттяжек мачт и оттяжечных узлов; балки под краны гидротехнических сооружений и т.п.??.

С255

ГОСТ 27772

+

-

-

С285

+

-

-

С345

3

3

4а)

С375

3

3

4а)

С390

+

+

+б)

С390К

+

+

+ б)

С440

+

+ б)

+ в)

Группа 2. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке ??фермы; ригели рам; балки перекрытий и покрытий; косоуры лестниц; опоры ВЛ, за исключением сварных опор больших переходов; опоры ошиновки открытых распределительных устройств подстанций (ОРУ); опоры под выключатели ОРУ; опоры транспортерных галерей; элементы контактной сети транспорта (штанги, анкерные оттяжки, хомуты); прожекторные мачты; элементы комбинированных опор антенных сооружений; трубопроводы ГЭС и насосных станций; облицовки водоводов; закладные части затворов и другие растянутые, растянуто-изгибаемые и изгибаемые элементы ??, а также конструкции и их элементы группы 1 при отсутствии сварных соединений и балки подвесных путей из двутавров по ГОСТ 19425 и ТУ 14-2-427 при наличии сварных монтажных соединений.

С245

ГОСТ 27772

+г)

-

-

С255

+

-

-

С275

+г)

-

-

С285

+

-

-

С345

1

3

4а,д)

С345К

+

-

-

С375

1

3

4а,д)

С390

+

+

+б)

С390К

+

+

+б)

С440

+

+

+в)

С590

+

-

-

С590К

-

+

+

Ст3кп

толщиной до

ГОСТ 10705 группа В, табл 1

2е)

2е)

-

Ст3пс

толщиной до

То же

2е)

-

-

Ст3пс

толщиной 6-

То же

6

-

-

16Г2АФ

толщиной 6-

ТУ-14-3-567

+

+

+

Группа 3. Сварные конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке ??колонны; стойки; опорные плиты; элементы настила перекрытий; конструкции, поддерживающие технологическое оборудование; вертикальные связи по колоннам с напряжением в связях свыше 0,4Ry; анкерные, несущие и фиксирующие конструкции (опоры, ригели жестких поперечин, фиксаторы) контактной сети транспорта; опоры под оборудование ОРУ, кроме опор под выключатели; элементы стволов и башен антенных сооружений; колонны бетоновозных эстакад, прогоны покрытий и другие сжатые и сжато-изгибаемые элементы??, а также конструкции и их элементы группы 2 при отсутствии сварных соединений.

С235

ГОСТ 27772

+е,и)

-

-

С245

+

-

-

С255

+

+ж)

-

С275

+

-

-

С285

+

+ж)

-

С345

 

1

1

2 или 3

С345К

+

+

-

С375

1

1

2 или 3

С390

+

+

+

С390К

ГОСТ 27772

+

+

+

С440

+

+

+

С590

+

-

-

С590К

-

+

+

Ст3кп

толщиной до

ГОСТ 10705

группа В, табл.1

2е)

2е)

-

Ст3кп

толщиной 4,5-10мм

То же

2е)

-

-

Ст3пс

толщиной 5-

ГОСТ 10706,

группа В. с доп. требованием по п.1.6.

4

-

-

Ст3пс

толщиной до

ГОСТ 10705

группа В, табл.1

2е)

-

Ст 3 сп

толщиной 6-10 тт

ГОСТ 10705 группа В, табл.1

6

-

-

СТ3сп

толщиной 5-

ГОСТ 10706

группа В, с доп. требованием по п.1.6.

-

4

-

Ст3сп

толщиной 6-

ГОСТ 10705 группа В, табл.1

-

5

-

16Г2АФ

толщиной 6-

ТУ 14-3-567

+

+

+

Группа 4. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, кроме указанных в группе 3; элементы фахверка; лестницы; трапы; площадки; ограждения; металлоконструкции кабельных каналов; второстепенные элементы сооружений и т.п.), а также конструкции и их элементы группы 3 при отсутствии сварных соединений.

С235

ГОСТ 27772

+

-

-

С245

-

+

+

С255

-

+

+

С275

-

+

+

С285

-

+

+

Ст3кп

толщиной до

ГОСТ 10705 группа В, табл.1

2е)

2е)

2е)

Ст3кп

толщиной 4,5-

То же

2е)

-

-

Ст3пс

толщиной 5-

ГОСТ 10706 группа В, с доп. требованием по п. 1.6..

4

4

-

Ст3пс

толщиной до 5,5мм

ГОСТ 10705 группа В, табл.1

2е)

2е)

2е)

Ст3пс

толщиной 6-

То же

6

6

-