почта Моя жизнь помощь регистрация вход
Краснодар:
погода
марта
28
четверг,
Вход в систему
Логин:
Пароль: забыли?

Использовать мою учётную запись:

  отправить на печать

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

    
    1.1. Необходимость усиления конструкций производственных зданий и сооружений возникает в процессе эксплуатации, во время проведения ремонтов и реконструкций как основного технологического оборудования, так и строительных элементов конструкций.
    
    1.2. Заключение о необходимости усиления стальных конструкций (далее по тексту "конструкций") составляется специальной комиссией при их обследовании. В результате обследования должны быть получены следующие материалы:
    
    - документация и данные натурных обмеров, необходимые для расчетов;
    
    - данные о времени возведения металлоконструкций, их ремонта и реконструкции с начала эксплуатации;
    
    - ведомость допущенных отступлений от проекта или соответствующих СНиП;
    
    - ведомость дефектов несущих металлоконструкций;
    
    - геодезические данные по несущим металлоконструкциям;
    
    - данные о нагрузках (схема нагрузок);
    
    - сертификаты или лабораторные данные химического анализа и механических испытаний сталей, из которых выполнены конструкции;
    
    - данные о фактической несущей способности конструкции.
    
    1.3. Обследования и усиления конструкций, выполненных из кипящей углеродистой стали, необходимо производить в соответствии с [5] и [6].
    
    1.4. Вопросы усиления ранее деформированных, а затем выправленных элементов конструкций с учетом остаточных напряжений в тех частях сечений, которые были подвержены пластическим деформациям, в настоящих Рекомендациях не рассматриваются.
    
    1.5. В связи с необходимостью ремонта производственных зданий и сооружений, построенных в более ранние годы, в приложениях 1-18 настоящих Рекомендаций приводятся характеристики применявшихся ранее конструкционных сталей и прокатных профилей.
    
    1.6. Условные обозначения, принятые в настоящих Рекомендациях, приведены в приложении 19.
    
    

2. ДЕФЕКТЫ И ПОВРЕЖДЕНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ
НЕОБХОДИМОСТЬ УСИЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

    
    2.1. Усиление конструкций - одно из наиболее эффективных мероприятий по продлению их долговечности, восстановлению или увеличению их несущей способности и предотвращению аварий.
    
    Причины, вызывающие необходимость усиления конструкций, следующие:
    
    - реконструкция и модернизация основного и вспомогательного технологического оборудования, увеличение производительности оборудования, вызывающие увеличение нагрузок на конструкции;
    
    - физический износ конструкций в результате интенсивной или длительной их эксплуатации;
    
    - поражение конструкций коррозией;
    
    - вредные температурные воздействия на конструкции;
    
    - воздействия стихийного характера на конструкции;
    
    - различные повреждения конструкций в результате нарушения правил их эксплуатации;
    
    - повреждения (погнутости, вмятины и т.п.), полученные во время транспортировки и монтажа;
    
    - ошибки при проектировании, изготовлении и производстве строительно-монтажных работ.
    
    2.2. Основные виды дефектов и повреждений, характерных для конструкций покрытий и конструкций подкрановых путей производственных зданий, приведены в табл.1.
    
    

Таблица 1

    
Классификация дефектов и повреждений металлических конструкций

         



Конструкции покрытия

Подкрановые конструкции




Группа


Дефекты и повреждения


Стропильные и подстро-
пильные фермы

Фонари

Связи

Прогоны

Подкрановые балки

Тормозные конст-
рукции

Элементы узлов крепления подкра-
новых балок к колоннам

Подкрановый путь

Колонны


Верти-
кальные связи по колоннам


Приме-
чания


I

Ослабление поперечного сечения элемента (вырезы, выбоины, истирание и т.д.) или отсутствие элемента

1. Вырез в элементе фермы

1. Вырез в элементе фонаря

1. Вырез в элементе связей

1. Вырез в прогоне

1. Вырез в верхнем поясе балки

2. Вырез в нижнем поясе

3. Вырез в стенке

4. Вырез в опорном ребре или ребре жесткости


1. Вырез в тормозном листе или в фасонке тормозной фермы

2. Вырез в элементе тормозной фермы

1. Ослаб-
ление попе-
речного сечения элемента крепления

1. Износ головки рельса по ширине

2. То же по высоте

3. Выбоина в головке рельса

1. Ослаб-
ление попе-
речного сечения ветвей стержня колонны

2. То же решетки

1. Вырез в элементе связей


II

Трещина в основном металле

1. Трещина в элементе фермы

2. Трещина в фасонке

1. Трещина в элементе фонаря

2. Трещина в фасонке

1. Трещина в элементе связей

1. Трещина в прогоне

1. Трещина в верхнем поясе балки

2. Трещина в нижнем поясе

3. Трещина в стенке в околошовной зоне верхнего пояса

4. Трещина под коротким ребром жесткости

1. Трещина в тормозном листе или в фасонке тормозной фермы

2. Трещина в элементе тормозной фермы

1. Трещина в элементе крепления подкра-
новой балки к колонне

1. Попе-
речная трещина в рельсе

2. Про-
дольная трещина в шейке рельса

1. Трещина в ветвях (стержне) колонны

2. Трещина в решетке

3. Трещина в фасонке

1. Трещина в элементе связей


III

Трещина в сварном шве

1. Трещина в шве крепления элементов
фермы

1. Трещина в шве крепления элементов фонаря

1. Трещина в шве крепления элементов связей

-

1. Трещина в верхнем поясном шве

2. Трещина в шве крепления опорных ребер и ребер жесткости

1. Трещина в шве крепления тормозного листа или фасонки тормозной фермы с верхним поясом подкра-
новой балки

1. Трещина в швах крепления элементов узлов

-

1. Трещина в шве крепления элементов колонны

1. Трещина в шве крепления элементов связей


IV

Искривление элемента по всей длине

1. Искрив-
ление сжатого элемента фермы в плоскости фермы

2. То же из плоскости

3. Искрив-
ление растянутого элемента в плоскости фермы

4. То же из плоскости фермы

5. Кручение элемента фермы

1. Искрив-
ление элемента фонаря в плоскости фермы

2. То же из плоскости


1. Искрив-
ление элемента конст-
рукции в плоскости связей

2. То же из плоскости

1. Искрив-
ление прогона в плоскости скатной состав-
ляющей

2. То же в верти-
кальной плоскости

1. Остаточный прогиб балки в вертикальной плоскости

1. Искрив-
ление элементов тормозной
фермы

-

-

1. Искрив-
ление ветки (стержня) колонны в плоскости рамы

2. То же из плоскости

3. Искрив-
ление решетки колонны

1. Искрив-
ление элемента связей в плоскости связей

2. То же из плоскости


V

Искривление на части длины или местная вмятина (местная погнутость) элемента

1. Местная погнутость сжатого элемента фермы

2. То же растянутого

3. Погнутость фасонки

1. Местная погнутость элемента фонаря

2. То же фасонки

1. Местная погнутость элемента связей

2. То же фасонки

1. Местная погнутость прогона

1. Местная погнутость верхнего пояса балки

2. То же нижнего пояса

3. Погнутость стенки

4. То же опорного ребра и ребра жесткости

1. Местная погнутость тормозного листа

2. То же элемента тормозной фермы

1. Местная погнутость элементов крепления

-

1. Местная погнутость ветви (стержня) колонны

2. То же решетки

1. Местная погнутость элемента связей


VI

Ослабление или отсутствие болтов

1. Ослабле-
ние болтов в опорных узлах фермы

2. Ослабле-
ние болтов в узлах соединений элементов фермы

1. Ослаб-
ление болтов в узлах крепления элемента фонаря к стропиль-
ной ферме

2. Ослаб-
ление болтов в узлах соединения элементов фонаря

1. Ослаб-
ление болтов крепления элементов связей к фермам

1. Ослаб-
ление болтов крепления прогона к стропильной ферме

1. Ослабление анкерных болтов

2. Ослабление болтов крепления балок между собой

1. Ослаб-
ление болтов крепления тормозного листа или тормозной фермы к колонне

1. Ослаб-
ление болтов элементов узлов крепления

1. Ослаб-
ление болтов крепления рельса к верхнему поясу подкрановой балки

1. Ослаб-
ление анкерных болтов

1. Осла-
бление болтов в узлах крепления элементов связей к колоннам


VII

Ослабление или отсутствие заклепок

-

1. Ослаб-
ление заклепок в узлах крепления фонаря к стропильной ферме

2. Ослаб-
ление заклепок в узлах соединения элементов фонаря

-

-

-

1. Ослаб-
ление заклепок крепления тормозного листа или тормозной фермы к балке

1. Ослаб-
ление заклепок элементов узлов крепления

-

1. Ослаб-
ление заклепок крепления подкрановых консолей к колонне

2. Ослаб-
ление заклепок стержня колонны

-


VIII

1. Отклонение или смещение конструкции относительно проектного положения

1. Смещение опорных узлов фермы относительно проектной отметки

-

-

-

1. Смещение балки относительно проектной отметки в уровне верхнего пояса

-

-

1. Смещение головки рельса от проектной отметки

1. Смещение колонны от проектной отметки:













а) в уровне опорной поверхности













б) в уровне уступа













в) в уровне верха





2. Смещение фермы от проектной оси




2. Смещение балки относительно проектной оси в горизонтальной плоскости в пролет или из пролета
    



2. Смещение рельса относительно проектной оси в горизон-
тальной плоскости в пролет или из пролета

2. Смещение опорной части колонны относительно разбивочной оси в плоскости рамы





3. Отклонение фермы от вертикальной фермы




3. Отклонение балки от вертикальной плоскости




3. Смещение опорной части колонны относительно разбивочной оси из плоскости рамы













4. Отклоне-
ние оси колонны от вертикали в плоскости рамы













5. То же из плоскости



IX

Взаимное смещение конструкции

1. Горизон-
тальное смещение опорного узла фермы относительно оси колонны

1. Смещение опорных узлов фонаря относительно центра узла стропильной фермы

1. Смеще-
ние узла крепления связей от-
носительно центра узла стропильной фермы

1. Смещение прогона относительно центра узла стропильной фермы

1. Смещение опорной части балки относительно оси колонны вдоль пролета

2. То же в пролет или из пролета

-

-

1. Смещение рельса относительно оси подкра-
новой балки

2. Взаимное смещение торцов в стыках рельсов по высоте

3. То же в плане

-

-


X

Зазор в местах сопряжения элементов

1. Неплотное опирание опорной фасонки на колонну (на опорный столик)

2. Зазор между опорной фасонкой и колонной

-

-

-

1. Неплотное опирание балки на колонну

2. Зазор между балками при отсутствии прокладки

-

-

1. Зазор между рельсом и верхним поясом подкрановой балки

2. Зазор в стыках

-

-


XI

Коррозия

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

См. разд.8

ХII

Разрушение лакокрасоч-
ного покрытия

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

См. разд.8

    
    
    2.3. Основные дефекты и повреждения конструкций и допустимые их размеры и отклонения в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации приведены в табл.2-4.
    
    

Таблица 2

    
Допустимые размеры основных дефектов и повреждений
элементов остальных конструкций при приемке и в эксплуатации

    

Наименование дефекта или повреждения

Эскиз

Допустимый размер

Рекомендации по устранению дефектов

1. Трещины в основном металле элементов конструкций

-

Не допускаются

-

2. Стрелка прогиба (кривизна) между точками закрепления участков сжатого пояса из плоскости фермы, ригеля или балки




,


но не более 15 мм

Устранение прогибов диктуется эстетическими соображениями или условиями нормальной эксплуатации

3. Стрелка прогиба отдельного элемента:
    
а) сжатого

б) растянутого     


,

но не более 15 мм




4. Винтообразность элементов

-

0,001 ( - длина элемента), но не более 10 мм
[0,005, но не более 20 мм]

Повреждения устраняются в случаях, когда они препятствуют нормальной эксплуатации конструкций: нарушают опирание и примыкание других элементов, ухудшают положение подкранового рельса и др.

5. Перекос полок элементов таврового и двутаврового сечений:

а) в стыках и в местах примыкания
    
б) в остальных местах
    


а)
    
б)
    
а) []
    
б) []



6. Грибовидность полок элементов тавровых и двутавровых сечений:

а) в стыках и в местах примыканий
    
б) в остальных местах
    


а)
    
б)
    
а) []
    
б) []



7. Выпучивание стенки балок с вертикальными ребрами жесткости (высота стенки )




Необходимость устранения дефекта устанавливается расчетом, при этом учитывается только неповрежденная часть сечения, которая должна быть не меньше 75% первоначальной площади      

8. Выпучивание стенки балок без вертикальных ребер жесткости (высота стенки )



9. Выпучивание стенки подкрановых балок (высота стенки )



10. Местные погнутости (вмятины):

а) в сжатой зоне
    




б) в растянутой зоне



[]

Необходимость устранения дефекта определяется удобствами эксплуатации

11. Погнутость узловых фасонок:

а) при наличии трещин
    
б) в случае примыкания сжатого элемента с напряжением в нем более половины расчетного сопротивления
    
в) в остальных случаях
    


а) не допускается

б) и в)
    
б) []

в) []


При больших углах перегиба фасонок указанный дефект может быть оставлен при условии установки связей или элементов жесткости, препятствующих увеличению угла перегибов фасонки

Взаимное расположение конструкций

12. Отклонение отметок опорных узлов (ферм и ригелей)




[]

Необходимость устранения дефектов устанавливается на основе поверочных расчетов и удобства эксплуатации

13. Отклонение расстояний между осями ферм по верхнему поясу




[ мм]

    

14. Отклонение стропильных ферм от вертикальной плоскости:

а) на опоре
    
б) в середине пролета


а) мм

б) мм
    
а) []
    
б) []


15. Отклонение расстояний между прогонами и между балками для установки опор транспортера



мм
( - расстояние между прогонами по проекту)
[ мм]


16. Отклонение отметки опорной поверхности колонн и опор


мм

[ мм]     
    

Значения указанных отклонений могут быть допущены при условии выполнения требований в отношении подкрановых путей, оговоренных в пп.20-28 данной таблицы
    

17. Смещение осей колонн и опор относительно разбивочных осей (в нижнем сечении)


мм
    
[ мм]



18. Отклонение оси колонны и опоры от вертикали в верхнем сечении при высоте, м:

а) до 15 м
    
б) более 15 м


а) мм

б) , но не более 35 мм
    
a) [ мм]
    
б) [], но не более 50 мм
          


19. Стрела прогиба (кривизна):
    
а) колонны
    
б) опоры


а) 1/750, но не более 15 мм [1/500, но не более 25 мм]
    
б) 1/750 длины элемента между точками закрепления, но не более 15 мм
    


20. Отклонения расстояний между осями  подкрановых рельсов одного пролета

мм

[ мм]
( - расстояние между осями рельсов по проекту)
    
         

Устраняется рихтовкой подкрановых балок и
крановых рельсов

21. Разность отметок головки подкрановых рельсов в одном разрезе пролета здания:

а) на опорах

б) в пролете


a) мм

б) мм

а) [ мм]

б) [ мм]
    

Устраняется установкой сплошной прокладки под рельсы или опорные части балок, если дефекты нарушают нормальную эксплуатацию

22. Разность отметок подкрановых рельсов на соседних колоннах:

а) при м

б) при м



а) мм

б) , но не более 15 мм

б) [, но не  более 20 мм]


23. Отклонение оси подкранового рельса от прямой

-

15 мм [20 мм] на длине участка 40 мм

Дефект устраняется, если нарушает нормальную эксплуатацию

24. Смещение оси подкранового рельса с оси подкрановой балки



мм

[ мм ]

Дефект устраняется, если в подкрановых балках обнаружены повреждения

25. Взаимное смещение торцов подкрановых рельсов:

а) по высоте

б) в плане



а) мм

[ мм]

б) мм

[ мм]

Дефект устраняется заменой изношенных рельсов

26. Зазоры в стыках подкрановых рельсов (при температуре 0 °С и длине рельса 12,5 мм)



мм

При изменении температуры на 10 °С допуск на зазор увеличивается или уменьшается на 1,5 мм

Дефект устраняется рихтовкой рельсов

27. Разность отметок нижних ездовых поясов подвесных путей в одном поперечном разрезе пролета здания при двух- и многоопорных подвесных кранах:



Дефект устраняется установкой прокладок, если затруднена эксплуатация кранов

а) на опоре
    
б) в пролете при подвесных кранах со стыковыми замками:
    
в) на опоре
    
г) в пролете


а) мм
    
б) мм

в) и г) мм   
    
а) [ мм]
    
б) [ мм]
    
в) и г) [ мм ]
    


28. Смещение осей ездовых балок для подвесных кранов от разбивочной оси пути



мм

[ мм]

Дефект устраняется рихтовкой балок, если затруднена эксплуатация кранов
    

29. Износ верхних и боковых граней подкранового рельса


Для рельсов
Кр50-Кр80

мм

мм
    
Для рельсов
Кр100-Кр140

мм

мм

Повреждение устраняется заменой рельсов

    Примечание. Значения в квадратных скобках - допустимые отклонения для дефектов и повреждений металлических конструкций в эксплуатации.

    
    
Таблица 3

    
Предельные вертикальные относительные прогибы элементов конструкций

    

Элементы конструкций

Относительный прогиб элементов (к длине пролета )

1. Балки и фермы подкрановых путей:


легкого режима работы (включая ручные краны, тельферы и тали)

1/400

среднего режима работы

1/500

тяжелого и весьма тяжелого режимов работы

1/600

2. Балки рабочих площадок производственных зданий при наличии рельсовых путей:


ширококолейных

1/600

узкоколейных

1/400

3. Балки рабочих площадок производственных зданий при отсутствии рельсовых путей и балки междуэтажных перекрытий:


главные балки

1/400

прочие балки и косоуры лестниц

1/250

стальной настил

1/150

4. Балки и фермы покрытий и чердачных перекрытий:


несущие подвесное подъемно-транспортное или технологическое оборудование

1/400

не несущие подвесное оборудование

1/250

прогоны

1/200

профилированный настил

1/150

5. Элементы фахверка:


ригели

1/300

прогоны остекления

1/200

    Примечания: 1. Для консолей следует принимать длину пролета , равную удвоенному вылету консоли. 2. При наличии штукатурки прогиб балок перекрытий только от кратковременной нагрузки не должен превышать 1/350 длины пролета .

    
    
Таблица 4

    
Предельные горизонтальные относительные отклонения
колонн на уровне верхних поясов подкрановых балок

    

Направление горизонтального отклонения

Относительное отклонение колонны к высоте


в открытых подкрановых эстакадах

в зданиях с кранами с количеством циклов нагружений 2·10 и более

1. Поперечное:



при плоской расчетной схеме

1/400

1/2500

при пространственной расчетной схеме

-

1/4000

2. Продольное

1/4000

1/4000

3. Горизонтальные прогибы тормозных конструкций (балок и ферм кранов)

-

1/2000

    Примечание. - высота колонны от низа базы до головки рельса подкрановой балки; - длина пролета тормозной конструкции (шаг колонн).

    
    
3. СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

    
    3.1. Усиление конструкций включает в себя:
    
    - обследование существующих конструкций (выявление причин дефектов);
    
    - выбор способа усиления;
    
    - расчет усиления конструкции с учетом возможности производства работ по выполнению усиления в период эксплуатации основного оборудования.
    
    Усиленная конструкция должна удовлетворять действующим требованиям в отношении прочности, устойчивости, жесткости и обеспечивать возможность дальнейшей ее нормальной эксплуатации.
    
    3.2. Принятый способ усиления должен предусматривать следующий порядок выполнения работ:
    
    - максимальную разгрузку усиливаемых конструкций;
    
    - временную передачу нагрузки с усиливаемых элементов на другие;
    
    - временное раскрепление конструкций установкой дополнительных связей, распорок и т.п.;
    
    - порядок сварки отдельных элементов, очередность наложения сварных швов и пр.
    
    3.3. Существуют следующие способы усиления:
    
    а) увеличение сечений элементов;
    
    б) изменение конструктивной схемы;
    
    в) установка дополнительных связей, ребер, диафрагм, распорок;
    
    г) подведение новых дополнительных конструкций или элементов;
    
    д) усиление соединений элементов;
    
    е) предварительное напряжение конструкций (частный случай п.3.3, б).
    
    Обычно усиление конструкций производится не одним из перечисленных способов, а их сочетанием. Выбор наиболее эффективного решения целесообразно производить путем сравнения нескольких проектных вариантов с учетом конкретных условий проведения работ.
    
    

4. УСИЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ СЕЧЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ

    
4.1. Область применения способа усиления,
его особенности и выбор материала для усиления

    
    4.1.1. Способом увеличения сечений рекомендуется выполнять усиление несущих конструкций и отдельных их элементов, имеющих дефекты, повреждения или обладающих недостаточной прочностью, устойчивостью и жесткостью, при условии технико-экономической нецелесообразности иных способов усиления.
    
    4.1.2. Указанный в п.4.1.1 способ усиления может быть применен при текущем и капитальном ремонте несущих конструкций производственных зданий и сооружений, а также при необходимости увеличения несущей способности конструкций в связи с увеличением нагрузок из них вследствие реконструкции.
    
    Усиление осуществляется путем установки дополнительных деталей, в результате чего развиваются расчетные сечения конструкций или их элементов, а также ликвидируются дефекты и повреждения или их последствия.
    
    4.1.3. Совместная работа металла основного сечения и элементов усиления обеспечивается соответствующими связями между ними в виде сварных швов, обычных или высокопрочных (в том числе предварительно-напряженных) болтов, заклепок или комбинированных соединений.
    
    4.1.4. Элементы усиления, увеличивающие основные сечения, могут подсоединиться к усиливаемым элементам конструкций как ненапряженными, так и с предварительным напряжением.
    
    4.1.5. При усилении конструкций способом увеличения сечений рекомендуется использовать металл в виде листового, сортового и фасонного проката.
    
    В случае целесообразности (например, для сильно деформированных конструкций) допускается применять бетон или железобетон, в неотложно-аварийных ситуациях - дерево.
    
    4.1.6. Выбор марок стали для элементов усиления необходимо производить в зависимости от значимости усиливаемых конструкций или их элементов, условий эксплуатации, толщины применяемого проката, руководствуясь указаниями по применению стали для стальных конструкций зданий и сооружений [1].
    
    4.1.7. Усиление конструкций способом увеличения сечений может производиться как без предварительного разгружения, так и при полном или частичном разгружении на период производства ремонтных работ.
    
    4.1.8. Разгрузка усиливаемой конструкции может быть достигнута либо путем непосредственного снятия действующих на нее постоянных и временных нагрузок, либо путем искусственного регулирования в ней напряжений (приемы регулирования напряжений достаточно полно освещены в [14]).
    

    Необходимость и степень разгрузки назначаются в процессе проектирования усиления конкретной конструкции (элемента). При этом следует учитывать:
    
    - напряженно-деформированное состояние конструкции (элемента);
    
    - влияние конкретных дефектов и повреждений;
    
    - характер нагрузок и воздействий на конструкцию;
    
    - механические свойства основного и дополнительного металла;
    
    - технологические особенности производства работ по усилению (возможность проведения работ по разгрузке конструкций, снижение несущей способности конструкций и ее элементов вследствие разогрева металла, ослабление сечений отверстиями и т.п.).
    
    

4.2. Рекомендации по конструированию элементов усиления
стальных конструкций и производству монтажных работ

    
    4.2.1. Усиление стержней решетчатых конструкций, а также других конструкций, работающих на центральное растяжение или сжатие, рекомендуется производить таким образом, чтобы центр тяжести составного сечения элемента по возможности совпадал с осью (точкой) приложения продольной силы. Вынужденное смещение центра тяжести составного сечения рекомендуется учитывать в расчетах конструкций, принимая во внимание дополнительные напряжения от изгибающих моментов, возникающих в узлах конструкции от эксцентричного воздействия продольной силы.
    
    4.2.2. При увеличении сечений центрально сжатых конструкций или их элементов следует стремиться к максимальному повышению равноустойчивости конструкции (элемента) путем рационального развития сечений элементов дополнительным металлом.
    
    Примечание. Равноустойчивость элемента относительно двух главных центральных осей выражается уравнением , где и - расчетная гибкость усиливаемых элементов относительно осей и .
    
    
    4.2.3. При усилении внецентренно сжатых и растянутых элементов или конструкций рекомендуется применять несимметричную схему компоновки дополнительных деталей, располагая их со стороны наиболее нагруженных фибровых волокон основного металла. Это позволяет существенно уменьшить эксцентриситет продольной силы и приблизиться к условиям работы центрально нагруженных элементов.
    
    4.2.4. Наиболее эффективным усилением внецентренно сжатого элемента является одновременное увеличение как площади сечения, так и жесткости в плоскости действия изгибающего момента.
    
    4.2.5. При усилении изгибаемых элементов необходимо стремиться расположить дополнительные детали таким образом, чтобы максимально увеличить моменты инерции и моменты сопротивления расчетных сечений при минимальном расходе дополнительного металла. Мерой эффективности (выгодности) усиленного сечения может служить ядровое расстояние , определяемое по формуле (4.1). Чем больше значение , тем более эффективно усиленное сечение.
    

,                                                         (4.1)

    
где - момент инерции совместного (общего) сечения относительно оси , проходящей через центр тяжести последнего;
    
     - площадь сечения элемента до усиления;
    
     - площадь сечения дополнительных деталей (элементов усиления);
    
     - расстояние от центра тяжести совместного сечения до наиболее удаленного фибрового волокна составного (совместного) сечения.
    
    4.2.6. Окончательный выбор схемы усиления должен производиться путем сравнения технико-экономических показателей исследуемых вариантов. При этом следует учитывать условия технологичности выполнения монтажных работ.
    
    4.2.7. В процессе усиления должно быть обеспечено надежное включение усиливающих деталей в общую работу составного элемента. Размеры сварных швов, количество и диаметр болтов или заклепок в соединениях основного и дополнительных элементов назначаются из расчета передачи необходимых усилий на дополнительные элементы.
    
    4.2.8. Концы усиливающих деталей следует заводить за пределы зоны максимальных напряжений усиливаемого элемента. Длина нахлестки должна быть не менее пяти толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов.
    
    В решетчатых конструкциях участками пониженных напряжений являются концы усиливаемых элементов в пределах фасонок, в колоннах - в пределах траверс баз колонн и т.д.
    
    Примечание. При усилении балок длина элементов усиления определяется расчетом путем построения эпюр по материалу.
    
    
    4.2.9. Размеры и форма сварных швов должны назначаться с учетом требований п.12.8 и 12.9 [1].
    
    4.2.10. Толщина угловых сварных швов за один проход не должна превышать 6 мм. При необходимости наполнения* швов больших толщин следует выполнять их в 2-3 слоя и более с увеличением катетов швов каждым новым слоем на 2 мм. При этом наложение последующих слоев можно производить только после охлаждения до температуры менее 100 °С ранее наложенного шва с обязательной очисткой его от шлака.
________________
    * Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

    
    4.2.11. При усилении элементов под нагрузкой категорически запрещается осуществлять наложение сварных швов поперек элемента.
    
    4.2.12. В целях снижения деформаций от совместного воздействия нагрузки и сварки сварку рекомендуется начинать с концов элементов. После закрепления концевых участков элемента усиления сварными швами, размеры которых определяются расчетными усилиями на дополнительный металл, следует переходить к выполнению швов в средней части элемента.
    
    4.2.13. Усиление изгибаемых элементов необходимо всегда начинать с усиления растянутого пояса, затем усиливать стенки (при необходимости) и в последнюю очередь приступать к усилению сжатых частей сечения. При нарушении указанного порядка могут возникнуть опасные сварочные деформации, увеличивающие неупругие деформации конструкции.
    
    Примечание. Экспериментальными исследованиями установлено, что при усилении элементов конструкций имеющие место сварочные деформации по значению и знаку аналогичны деформациям при сварке в свободном состоянии и подчинены общим законам напряжений и деформаций от сварки.
    
    
    4.2.14. Сварные швы, крепящие дополнительные детали к основному элементу, рекомендуется выполнять только сплошными, так как в местах начала и конца каждого участка прерывистых швов создаются многочисленные подрезы основного и дополнительного металла, способствующие появлению усталостных трещин (при динамических или вибрационных нагрузках) и возникновению опасности хрупкого разрушения усиленной конструкции в процессе ее дальнейшей эксплуатации.
    
    4.2.15. Сборка дополнительных усиливающих деталей может выполняться с помощью прихваток электродуговой сваркой на участках вне зоны максимальных напряжений.
    
    4.2.16. На период усиления должны быть исключены динамические или вибрационные воздействия на усиливаемую конструкцию.
    
    4.2.17. Усиление конструкций из стали спокойных и полуспокойных плавок допускается производить при температуре окружающего воздуха не ниже минус 15 °С для толщины металла до 30 мм и не ниже 0 °С для толщины металла более 30 мм. Для конструкций из стали кипящих плавок минимальная допустимая температура воздуха при усилении не должна быть ниже минус 5 °С.
    
    При усилении слабонапряженных (не более 0,25 расчетного сопротивления) конструкций минимальная температура, при которой выполняется усиление, может быть соответственно снижена для стали ВСт3сп и ВСт3пс до минус 25 °С и для стали ВСт3кп до минус 15 °С. Во всех случаях усиления под нагрузкой температура металла при усилении не должна быть ниже верхнего предела интервала хрупкости для данного металла, устанавливаемого по стандартным образцам [5].
    
    4.2.18. Все сварочные работы, связанные с усилением под нагрузкой, должны выполняться высококвалифицированными сварщиками не ниже пятого разряда под руководством ответственного лица, имеющего специальную техническую подготовку и знакомого с положениями [5].
    
    

4.3. Основные положения конструирования

    
    4.3.1. Расчеты усиливаемых конструкций, их элементов и соединений следует выполнять на силовые воздействия по методу предельных состояний, при наступлении которых повторно усиленная конструкция перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям (условиям прочности, устойчивости и т.п.).
    
    4.3.2. Стальные конструкции и их расчет должны удовлетворять [21].
    
    4.3.3. Специфической особенностью расчета усиливаемых конструкций является необходимость учета совместной работы металла основной конструкции и элементов усиления.
    
    4.3.4. При полной разгрузке усиливаемой конструкции на период усиления и отсутствия в расчетных сечениях остаточных напряжений расчет осуществляется в соответствии с положениями [1].
    
    4.3.5. Существующие методы расчета конструкций, усиливаемых в напряженном состоянии, позволяют выполнять расчеты, основанные на упругой стадии работы основного и дополнительного металла, а также расчеты, основанные на учете упругопластических процессов работы усиленных конструкций или их элементов. Конструкции или их элементы, расчет которых допускается выполнять с учетом упругопластических процессов работы материала, относятся к 2-4 группам конструкций, согласно табл.50 [1].
    
    4.3.6. Метод расчета усиливаемых конструкций (элементов) с учетом перераспределения и выравнивания напряжений в основном и дополнительном металле обеспечивает экономичность проектных решений, однако на современном уровне исследований может быть рекомендован при соблюдении следующих условий:
    
    - усиливаемые конструкции не воспринимают динамические, вибрационные и ударные нагрузки непосредственно;
    
    - усиливаемые элементы конструкций выполнены из сталей согласно п.2.1 [1];
    
    - качество и марки стали усиливаемых конструкций удовлетворяют требованиям соответствующих стандартов, технических условий и действующих норм проектирования;
    
    - в усиливаемых элементах конструкций отсутствуют дефекты и повреждения, способствующие возникновению опасности хрупкого разрушения после их усиления.
    
    4.3.7. Расчет усиления элементов конструкций под нагрузкой по упругой стадии производится исходя из предположения о том, что усиливающие детали воспринимают только часть приращения усилия в элементе, возникающего от нагрузок, приложенных после усиления.
    

    4.3.8. Расчет усиления элементов конструкций под нагрузкой по упругопластической стадии производится с учетов перераспределения и выравнивания напряжений в основном и дополнительном металле, что происходит при достижении напряжениями предела текучести в основном металле (в пределах части или всей высоты сечения элемента до усиления).
    
    Примечание. Предположение о выравнивании напряжений и практически одинаковой несущей способности элементов, усиленных при полной разгрузке и без разгрузки, подтверждено теоретическими и экспериментальными исследованиями.
    
    
    4.3.9. При нарушении условий, указанных в п.4.3.8, рекомендуется выполнять расчеты усиления элементов конструкций по упругой стадии работы металла.
    
    4.3.10. При расчете усиления конструкций по упругой стадии работы металла эффективность усиления в значительной степени определяется значением начальных напряжений в основном металле.
    
    В целях уменьшения расхода стали и понижения упругих деформаций усиленного элемента рекомендуется максимально разгружать конструкцию или ее отдельные усиливаемые элементы на период выполнения усиления.
    
    4.3.11. В целях ограничения конечных деформаций усиливаемых элементов при расчете по упругопластической стадии их работы условия разгрузки должны определяться расчетом по деформациям. При этом следует учитывать наличие остаточных деформаций, накопленных в процессе эксплуатации вследствие общих или местных перегрузок конструкции.
    
    4.3.12. Учитывая некоторую потерю прочности элементов, связанную с их нагревом при сварке, а также перераспределением напряжений как по сечению самого элемента, так и между элементами, усиления под нагрузкой рекомендуется производить при основных напряжениях, не превышающих 0,8, где - расчетное сопротивление стали, из которой изготовлен элемент; - коэффициент условия работы усиливаемого стержня (элемента или конструкции).
    
    

4.4. Расчет элементов стальных конструкций, усиливаемых под нагрузкой

    
Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы

    
    4.4.1. Требуемая площадь поперечного сечения дополнительных (усиливающих) деталей может быть приближенно определена по следующим формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

,                                                                        (4.2)

    
где - абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок;
    
     - коэффициент продольного изгиба усиливаемого элемента, имеющий место в формулах (4.2) и (4.3) только для сжатых стержней и принимаемый по табл.12 [1] в зависимости от наибольшего значения гибкости элемента до его усиления и класса стали (для растянутых элементов принимать =1);
    
     - коэффициент условий работы усиливаемого элемента, принимаемый по табл.6 [1];
    
     - площадь поперечного сечения элементов до усиления (для растущих элементов принимается с учетом местных ослаблений);
    
     - расчетное сопротивление растяжению (сжатию) стали усиливаемого элемента, принимаемое по данным технического заключения о качестве металла;
    
     - абсолютное значение продольной силы от фактических (нормативных) нагрузок на период усиления;
    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

,                                                            (4.3)

    
где - коэффициент условий работы усиленного стержня, учитывающий возможность эксцентричного действия продольной силы вследствие смещения центра тяжести усиленного сечения и искривления элемента в результате остаточных сварочных деформаций и принимаемый равным 0,9;
    
     - нижний предел текучести основного металла по результатам механических испытаний или сертификатным (паспортным) данным;
    
     - расчетное сопротивление растяжению (сжатию) и изгибу стали дополнительных (усиливающих) деталей, принимаемое по табл.1 [1].
    
    4.4.2. Прочность центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов, усиленных под нагрузкой, проверяется по формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

,                                                            (4.4)

    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

,                                                               (4.5)

    
где - площадь поперечного сечения нетто дополнительных (усиливающих) деталей;
    
     - приведенная площадь поперечного сечения усиленного элемента.
    
    Примечания: 1. Приведенная площадь поперечного сечения основного (усиливаемого) элемента () определяется по формуле
    

,                                                                        (4.6)

    
где - нижний предел текучести стали усиливаемого элемента, принимаемый по результатам механических испытаний в процессе технического обследования или по сертификатным (паспортным) данным.
    
    2. При смещении центра тяжести в составном сечении усиливаемого под нагрузкой сжатого элемента на расстояние, превышающее 0,002 (здесь - гибкость усиленного элемента в плоскости действия изгибающего момента от продольной силы; - радиус ядра сечения в плоскости действия изгибающего момента), рекомендуется расчет на прочность и устойчивость производить как для внецентренно-сжатых элементов.
    
    
    4.4.3. Устойчивость усиленных под нагрузкой центрально-сжатых элементов проверяется по формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

,                                            (4.7)

    
где - коэффициент продольного изгиба усиленного элемента, принимаемый по табл.72 [1] в зависимости от наибольшего значения гибкости элемента и класса стали, соответствующего марке основного металла при расчете по упругой стадии или марке металла более высокой прочности при расчете с учетом пластической стадии работы основного металла;
    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

.                                           (4.8)

    
    4.4.4. При расчете усиления центрально-сжатых или центрально-растянутых элементов по упругой стадии работы основного металла класс и марку стали следует назначать в зависимости от значения максимальных основных напряжений в дополнительном металле. При этом должно выполняться условие
    

.                                                 (4.9)

    
    Примечания: 1. Марка стали дополнительных (усиливающих) деталей назначается по указаниям табл.50 [1].
    
    2. Для растянутых элементов в формуле (4.9) принимать равным единице.
    
    
    4.4.5. Сварные, болтовые или заклепочные соединения, крепящие дополнительные детали центрально-растянутых элементов в пределах узла, рассчитываются на усилие, определяемое по формуле
    

.                                                               (4.10)

    
    4.4.6. Сварные, болтовые или заклепочные соединения, крепящие усиливающие детали к основному металлу (между узлами), рассчитываются на восприятие сдвигающих усилий от условной поперечной силы (), определяемой по формуле (23) [1]
    

,                              (4.11)

    
где - коэффициент, принимаемый равным меньшему из двух значений или (здесь - меньший из коэффициентов продольного изгиба в плоскости соединительных элементов или в плоскости, перпендикулярной ей; - напряжение сжатия в элементе).
    
    4.4.7. Расчет соединений дополнительных деталей выполняется на усилия, определенные по пп.4.4.5 и 4.4.6 настоящих Рекомендаций по соответствующим формулам главы 11 [1].
    

Изгибаемые элементы

    
    4.4.8. Требуемый момент сопротивления составного сечения () рекомендуется определять по формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых может быть допущена только в упругой стадии,
    

,                                           (4.12)

    
где - абсолютное значение максимального изгибающего момента от расчетных нагрузок;
    
     - абсолютное значение изгибающего момента от фактических (нормативных) нагрузок на период усиления;
    
     - коэффициент условий работы усиливаемой конструкции, принимаемый по табл.6 [1];
    
     - расчетное сопротивление изгибу стали основного (усиливаемого) элемента (конструкции), принимаемое по данным технического заключения о качестве металла;
    
     - момент сопротивления (нетто) сечения балки до усиления;
    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

,                                                 (4.13)

    
где - расчетное сопротивление изгибу стали дополнительных (усиливающих) деталей.
    
    Примечание. Марка стали усиливающих деталей при расчете по упругопластической стадии назначается предварительно (см. положения разд.4.3 настоящих Рекомендаций).
    
    
    4.4.9. Прочность усиленных под нагрузкой элементов при изгибе в одной из главных плоскостей проверяется по формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

;                                        (4.14)

    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

  ,                                                         (4.15)

    
где - момент сопротивления (нетто) усиленного сечения элемента относительно нейтральной оси, перпендикулярной плоскости изгиба.
    
    4.4.10. Прочность усиленных под нагрузкой элементов при изгибе в двух главных плоскостях проверяется по формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

,           (4.16)

    
где , - координаты рассматриваемой точки сечения основного элемента относительно его главных осей до усиления;
    
    , - координаты рассматриваемой точки составного сечения относительно его главных осей после усиления;
    
    , - моменты  инерции основного сечения нетто относительно главных осей до усиления;
    
    , - моменты инерции составного сечения нетто относительно главных осей после усиления;
    
    , - абсолютные значения максимальных расчетных изгибающих моментов, действующих в соответствующих главных плоскостях;
    
    , - абсолютные значения максимальных расчетных изгибающих моментов от фактических (нормативных) нагрузок, имеющих место на период усиления;
    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

.                                        (4.17)

    
    4.4.11. Прочность изгибаемых элементов на действие поперечной силы в составном (усиленном) сечении может быть проверена из условия
    

,                                                         (4.18)

    
где - абсолютное максимальное значение поперечной силы (от расчетных нагрузок) в пределах длины усиливаемого участка изгибаемого элемента;
    
     - статический момент составного полусечения;
    
     - момент инерции составного сечения;
    
     - толщина стенки усиливаемого элемента;
    
     - расчетное сопротивление срезу стали основного сечения усиливаемого элемента.
    
    4.4.12. Расчет усиленных изгибаемых элементов на местную прочность и устойчивость производится согласно положениям [1] с учетом размещения дополнительных деталей. В необходимых случаях стенки балок усиливаются путем установки дополнительных ребер жесткости. Короткие ребра жесткости следует обязательно окаймлять продольными ребрами.
    
    4.4.13. Проверка усиливаемых элементов на обеспечение общей устойчивости производится при неудовлетворении условий, оговоренных положениями п.5.16 [1].
    
    При необходимости проверки общей устойчивости усиливаемых балок в расчет рекомендуется вводить целиком новое сечение с учетом того, что критические усилия практически не зависят от значения напряжений, существовавших в основном металле до усиления. Таким образом, устойчивость усиленных под нагрузкой балок рекомендуется проверять по формуле
    

,                                                         (4.19)

    
где - момент сопротивления для сжатого пояса составного сечения балки;     


     - коэффициент, определяемый по указаниям приложения 7 [1].
    
    4.4.14. При расчете усиления изгибаемых элементов по упругой стадии работы основного металла класс и марку стали дополнительных (усиливающих) деталей следует назначать в зависимости от значения максимальных основных напряжений в дополнительном металле. При этом должно выполняться условие
    

.                                        (4.20)

    
    Примечание. Марка стали должна назначаться по указаниям табл.50 [1].
    
    
    4.4.15. Соединения, крепящие дополнительные детали усиления изгибаемых элементов, следует рассчитывать на сдвигающее усилие, приходящееся на единицу длины усиливаемого элемента и определяемое по формуле
    

,                                                                 (4.21)

    
где - статический момент сдвигаемой части дополнительной детали относительно нейтральной оси составного сечения.
    
    4.4.16. Расчет и конструирование сварных, болтовых или заклепочных соединений, крепящих дополнительные детали, выполняются согласно положениям главы 11 [1] и главы 7 настоящих Рекомендаций.
    
    4.4.17. Прогиб изгибаемых элементов, усиливаемых под нагрузкой, не должен превышать предельных значений, указанных в табл.3 настоящих Рекомендаций.
    
    Прогиб усиленных изгибаемых элементов рекомендуется определять по формуле
    

,                                                 (4.22)

    
где - общий прогиб усиленной конструкции;
    
     - полный (упругий и остаточный) прогиб усиливаемого изгибаемого элемента от нагрузок, имеющих место на период усиления (с учетом остаточного прогиба вследствие пластических деформаций металла, накопленных конструкцией за период ее эксплуатации);
    
     - полный прогиб усиленного изгибаемого элемента от дополнительных нагрузок, возможных после усиления.
    

Внецентренно-сжатые (сжато-изогнутые) и внецентренно-растянутые (растянуто-изогнутые) элементы

    
    4.4.18. Требуемая площадь поперечного сечения дополнительных деталей при усилении под нагрузкой внецентренно-сжатых элементов может быть приближенно определена по следующим формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

,                                               (4.23)

    
где - коэффициент понижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии для усиливаемого стержня, принимаемый по табл.74 и 75 [1] в зависимости от условной гибкости усиливаемого стержня и приведенного эксцентриситета ;
    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

.                                             (4.24)

    
    Примечание. В целях упрощения предварительного подбора сечения дополнительных деталей их влияние при определении не учитывается, т.е. .
    
    
    4.4.19. Прочность усиленных под нагрузкой внецентренно-сжатых (сжато-изогнутых) и внецентренно-растянутых (растянуто-изогнутых) элементов может быть проверена по формулам:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии,
    

;   (4.25)

    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии,
    

.                        (4.26)

    
    4.4.20. Устойчивость усиленных под нагрузкой внецентренно-сжатых элементов следует проверять из условий:
    
    а) для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии:
    
    - в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии (плоская форма потери устойчивости)
    

;                                     (4.27)

    
    - из плоскости действия момента при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (изгибно-крутильная форма потери устойчивости)
    

;                                    (4.28)

    
    б) для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии:
    
    - в плоскости действия момента совпадающей с плоскостью симметрии
    

,                                        (4.29)

    
где - коэффициент понижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии усиленного элемента, принимаемый по табл.74 или 75 [1];
    
    - из плоскости действия момента при изгибе в плоскости наибольшей жесткости
    

,                                      (4.30)

    
где - см. п.5.31 [1];
    
     - коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл.72 СНиП II-23-81 в зависимости от гибкости усиленного элемента из плоскости действия изгибающего момента.
    
    Примечание. При приведенном эксцентриситете влияние продольной силы мало и проверка устойчивости конструкции не выполняется.
    
    

4.5. Примеры расчетов центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов

    

4.5.1. Расчет усиления центрально-растянутого элемента

    
    Пример 1. Рассчитать усиления центрально-растянутого сварного элемента, имеющего сечение в виде двух спаренных уголков размером 75x6 мм из стали ВСт3пс6.
    
    Усиливающие детали из круглой горячекатаной стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*.
    
    Вариант I. Расчет по упругой стадии.
    
    Дано: 1. Абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок =4260 кН (426 тс).
    
    2. Абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок =180 кН (18 тс);
    

.

    
    3. Расчетное сопротивление для стали ВСт3пс6
    

, .

    
    Для сварных швов =0,45x3800=171 МПа (1710 кгс/см).
    
    Требуемая площадь усиливающих деталей определяется по формуле
    

,

; .

см.

    
    Для усиления принимаются два стержня диаметром 25 мм из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*, =9,82 см.
    
    Напряжение проверяется по формуле


.

    
    Условие прочности сечения выполняется.
    
    Высота катетов крепящих швов (в пределах фасонки) при заданной длине шва
    

см.

    
    Принимается =5 мм.
    
    На рис.1 приведен эскиз усиления сечения центрально-растянутого элемента.
    
    


Рис.1. Сечения центрально-растянутого элемента:


а - до усиления; б - после усиления

    
    
    Вариант II. Расчет по упругопластической стадии.
    
    Исходные данные по варианту 1.
    
    Требуемая площадь усиливающих деталей определяется по формуле
    

,

.

    
см.

    
    Для усиления принимаются два стержня диаметром 18 мм из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*.
    
    Проверяется напряжение в сечении
    

,

    
где ; см;
    
    .
    
    Условие прочности сечения выполняется.
    
    Высота катетов крепящих швов (в пределах фасонки) при заданной длине шва
    

см,

    
принимается =4 мм.
    

4.5.2. Расчет усиления центрально-сжатого элемента

    
    Пример 2. Рассчитать усиление центрально-сжатого сварного элемента, состоящего из двух спаренных уголков 120x80x10 мм из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*.
    
    Расчетная длина элемента
    

м.

    
    Вариант I. Расчет по упругой стадии.
    
    Дано: 1. Абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок =627 кН (62,7 тс).
    
    2. Абсолютное значение продольной силы от фактических нагрузок на период усиления.
    

, .

    
    3. Расчетное сопротивление для стали ВСт3пс6
    

.

    
    Площадь сечения спаренных уголков 120x80x10 мм
    

см.

    
    Выбирается способ усиления приваркой труб, для усиленного сечения принимаются ориентировочно радиусы инерции, как для сечения без труб
    

см;

см.

    
    Расчетная гибкость (приближенно) будет
    

.

    
    Определяется требуемая площадь усиливающих труб
    

см.

    
    Для усиления принимаются трубы диаметром 76x11 мм по ГОСТ 8732-78 из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*, расположенные внутри уголков. Площадь сечения усиливающих труб
    

см.

    
    На рис.2 приведен эскиз усиления сечения приваркой труб.
    
    


Рис.2. Усиление сечения приваркой труб

    
    
    Для комбинированного усиленного сечения определяются статические характеристики и радиусы энергии
    

см;

    
см;

см;

    
см; см.

    
    Находится положение центра тяжести составного сечения
    

см.

    
    Определяются значения главных центральных моментов инерции
    



см;

см.

    
    Фактическая расчетная гибкость усиленного элемента
    

.

    
    Проверяем напряжение
    

.

    
    Условие прочности не выполняется, поэтому для усиления принимаются трубы диаметром 76x14 мм, тогда
    

см;

    
см;

    
см;

   
см;

см;

см;

;

    
    Условие прочности выполняется, окончательно для усиления принимаются трубы диаметром 76x14 мм.
    
    Вариант II. Расчет по упругопластической стадии. Исходные данные по варианту I.
    
    Определяется требуемая площадь усиливающих деталей
    

;



    
    для стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*.
    

см.

    
    Для усиления принимаются трубы диаметром 70x7 мм по ГОСТ 8732-78.
    
    Площадь сечения усиления
    

см.

    
    На рис.3 приведен эскиз усиления сечения трубами.
    
    


Рис.3. Усиление сечения трубами

    

см;

    
см;

см;

см.

    
    Находится положение центра тяжести составного сечения
    

см.

    
    Определяются значения главных центральных моментов инерции
    

см.

    Фактическая расчетная гибкость усиленного элемента
    

см;

см;

.

    
    Проверяется напряжение в сечении


.

см.


    Условие выполняется, окончательно для усиления принимаются трубы диаметром 70x7 мм.
    

4.5.3. Расчет усиления внецентренно-сжатого элемента

    
    Пример 3. Рассчитать усиление внецентренно-сжатого элемента Н-образного сечения из стали ВСт3пс6 (=210 МПа (2100 кгс/см), имеющего расчетную длину =14,0 м; =5,0 м.
    
    Усилия от фактических нагрузок на период усиления =1200 кН (120 тс); =1000 кН (100 тс); =180 кН·м (18 тс·м); =150 кН·м (15 тс·м).
    
    Усилия от расчетных нагрузок после усиления =2700 кН (270 тс); =580 кН (58 тс·м).
    
    Определение коэффициентов и следует производить по табл.74 и 75 [1], так как значение их не зависит от методики расчета.
    
    Усиливаемый элемент имеет размеры стенки 600x10 мм, полок 400x20 мм.
    
    На рис.4 приведен эскиз усиления сечения стальными полосами.
    
    


Рис.4. Усиление сечения балок при вертикальном положении
оси стальными полосами размером большим, чем усиливаемые полки

    
    
    Площадь основного сечения =220 см;
    

см; см.

    
    Делали усиления (полосы) принимаются из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*.
    
    Ширина сечения равна 64 см до усиления и 68 см после усиления.
    
    Для определения требуемой площади усиливающих деталей находятся приближенные значения гибкости
    

;

.

                   
    Коэффициент формы Н-образного сечения
    

по табл.73 [1]

    
при  ,
    

.

    
    Приведенный относительный эксцентриситет
    

.

    
    По табл.74 СНиП II-23-81 по интерполяции при =1,53 и =1,46 находится =0,511.
    
    Вариант I. Расчет для конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии.
    
    Напряжение в основном сечении элемента
    



т.е. требуется усиление по формуле
    

см.

         
    Конструктивно принимаются две полосы 650x20 мм, =260 см.
    
    Для усиленного сечения
    

см;

см;

см;

см;

; ;

;

;

    
при =0,88 и =1,41 по табл.73 [1]
    

.

    
    Приведенный относительный эксцентриситет
    

; ;

    
;

   


    Условие прочности выполняется.
    
    Проверяется напряжение из плоскости действия момента по формуле (проверка на устойчивость)
    

;

    
при  ;
    

; ;

;

    
и - коэффициенты, принимаемые по табл.10 [1];
    
    80,8 МПа (808,7 кгс/см)<0,619·0,927·0,8·2100=96,4 МПа (964,9 кгс/см).
    
    Условие прочности на устойчивость выполняется.
    
    Проверяется прочность сечения
    

;

    

    Условие прочности выполняется, окончательно усиление сечения принимается двумя стальными полосами 650x20 мм.
    
    Вариант II. Расчет для конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии.
    
    Площадь усиливающих деталей определяется по формуле
    

    
(используются значения, полученные в расчете варианта I).

; см; ;

    
; ;

    
см.

    
    Конструктивно принимаются две полосы 270х20 мм,
    

см; см;

    
см;

    
см;

см;

см;

;

.

    
    Напряжение проверяется в плоскости действия момента по формуле
    

;

;


( - эксцентриситет, см. п.5.27 [1])
    

;

    
; ;

    
.

    
    Условие прочности выполняется.
    
    Проверяется напряжение из плоскости действия момента.
    

;

    
; ;

    
;

    
.

    Условие прочности и устойчивости соблюдается, окончательно усиление сечения принимается двумя стальными полосами размером 270х20 мм.
    
    На рис.5 приведен эскиз усиления сечения стальными полосами.
    
    


Рис.5. Усиление сечения балок при вертикальном расположении
оси стальными полосами размером меньшим, чем усиливаемые полки

    
    
4.5.4. Расчет усиления изгибаемого элемента

    
    Пример 4. Рассчитать усиление балки пролетом длиной 10 м сплошного сечения, состоящей из стенки размером 1200x10 мм и двух поясов сечения 300х20 мм из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*.
    
    Усиления - симметричные стальными полосами, расположенными снаружи поясов балки.
    
    Статические характеристики сечения балки: =590000 см; =9500 см; == 62 см.
    
    Вариант I. Расчет усиления конструкций, работа которых допускается только в упругой стадии.
    
    Дано: 1. Момент от расчетных нагрузок =2800 кН·м (280 тс·м).
    
    2. Момент от расчетных нагрузок на период усиления =1000 кН·м (100 тс·м).
    
    3. Момент от нормативных нагрузок на период усиления =910 кН·м (91 тс·м).
    
    Усиление балки вызвано тем, что расчетное напряжение при заданном приращении изгибающих моментов превышает допустимое
    

;

    
.

    
    Требуемый момент сопротивления составного сечения
    

см.

    
    Требуемый момент сопротивления усиливающих деталей
    

см.

    
    Требуемый момент инерции усиливающих деталей
    

см.

    
    На рис.6 приведен эскиз усиления сечения стальными полосами.
    
    


Рис.6. Усиление сечения балок при горизонтальном расположении
оси стальными полосами размером большим, чем усиливаемые полки

    
    
    Требуемая площадь поперечного сечения усиливающих деталей
    

см.

    
    Для усиления принимаются две стальные полосы 240х30 мм,
    

см.

    
    Определяются геометрические характеристики составного сечения
    

см;

    
см;

см.

    
    Проверяется прочность составного сечения в плоскости действия момента по формуле
    

;

  
    Условие не выполняется. Следовательно, необходимо увеличить площадь сечения усиливающих деталей.
    
    Принимаются две полосы 340x30 мм из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*, =204 см.
    
    Геометрические характеристики составного сечения
    

см;

    
см;

см.

    
    Проверяется прочность составного сечения в плоскости действия момента:
    

    
    Условие прочности выполняется.
    
    Проверяется устойчивость усиленных конструкций
    

;

(см. СНиП II-23-81 формула 174);

;

;

;

    
;

.

    
    Условие устойчивости усиленных конструкций не выполняется, поэтому площадь сечения усиливающих деталей увеличивается; принимаются две стальные полосы 360х30 мм, тогда
    

см;

    
см;

см;

    
;

    
;

;

.

    
    Условие прочности выполняется; окончательно для усиления принимаются две стальные полосы сечением 360x30 мм.
    
    Вариант II. Расчет конструкций, работа которых допускается в упругопластической стадии. Используются значения, полученные в расчете варианта I.
    
    Требуемый момент сопротивления составного сечения
    

см.

    
    Требуемый момент сопротивления усиливающих деталей
    

см.

    
    Требуемый момент инерции усиливающих деталей
    

см.

    
    Требуемая площадь поперечного сечения усиливающих деталей
    

см.

    
    Принимаются две стальные полосы 200х30 мм из стали ВСт3пс6 по ГОСТ 380-71*; =120 см;
    

см;

    
см;

    
см.

    
    Проверяется прочность составного сечения в плоскости действия момента
    

;

.

    
    Условие прочности сечения выполняется.
    
    Проверяется устойчивость усиленных конструкций
    

;

;

;

    
;

.

    
    Условие прочности не выполняется; следовательно, увеличивается площадь сечения усиливающих деталей; принимаются две стальные полосы размером 280x30 мм.
    

см;

    
см;

    
см;

    
;

;

    
.

    
.

    
    Условия прочности не выполняются, поэтому принимаются две стальные полосы размером 360x30 мм, усиление которыми удовлетворяет условиям прочности (см. расчет варианта I).
    

    
    5. УСИЛЕНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ИХ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ

    
5.1. Назначение и область применения способа усиления

    
    Изменением конструктивной схемы можно добиться желаемого равномерного распределения усилий во всей конструкции, наиболее рациональной работы конструкции, обеспечить надежную эксплуатацию всего сооружения или отдельных элементов без уменьшения действующих эксплуатационных нагрузок и при их увеличении.
    
    Рассматриваемый способ применим во всех случаях усиления: неотложно-аварийном, временном, постоянном, перспективном. Он особенно эффективен при усилении под нагрузкой. Посредством изменения конструктивной схемы рекомендуется усиливать почти все наиболее распространенные стальные конструкции производственных зданий и сооружений энергопредприятий (рамы, фермы, балки, колонны), а также элементы этих конструкций.
    
    

5.2. Особенности способа усиления, приемы изменения конструктивных схем

    
    5.2.1. Усиление посредством изменения конструктивной схемы представляет собой сложную задачу, требующую тщательного анализа действительной работы конструкции, выяснения характера усилий и напряжений в элементах конструкции.
    
    Данный способ усиления исключает всякий шаблон в выборе приемов, почти всегда дает хорошие экономические решения (усиление же другими способами приводит к громоздким решениям).
    
    Многочисленные приемы изменения конструктивных схем, позволяющие в широком диапазоне регулировать усилие и напряжение в конструкциях, разделяются по следующим основным признакам:
    
    - усиление без превращения в новые конструктивные формы. Например, увеличением жесткости какой-либо колонны в поперечной схеме пролетного сооружения цеха можно в ряде случаев достичь необходимого перераспределения усилий во всей конструкции;
    
    - усиление с частным превращением в новые конструктивные схемы. Например, установка затяжки в раме и защемление концов стоек превращает двухшарнирную раму в такую же конструкцию (раму), но с защемленными опорами и затяжкой;
    
    - усиление с полным превращением в новые конструктивные формы. Например, введением шпренгеля однопролетный ригель (балка) превращается в новую конструкцию - шпренгельную балку.
    
    5.2.2. Изменение жесткости отдельных сооружений в большинстве случаев производится посредством изменения их конструктивной схемы: способом присоединения конструкций, постановкой дополнительных элементов, подкосов, жестких узлов, жестких ригелей, связей и т.п.
    
    5.2.3. Изменить конструктивную схему сооружения можно путем изменения поперечной, реже продольной, а иногда той и другой схем одновременно.
    
    Последний прием наиболее распространен при усилении многопролетных конструкций и сооружений.
    
    5.2.4. Эффективным приемом изменения конструктивных схем является введение предварительно-напряженных элементов:
    
    - предварительно-напряженных затяжек для изгибаемых балок и ферм;
    
    - предварительно-напряженных шпренгелей для снижения расчетной длины сжатых элементов с целью повышения несущей способности стоек.
    
    5.2.5. Способ введения предварительно-напряженных элементов является частным случаем общего метода регулирования усилий и напряжений в стальных конструкциях в целях оптимального видоизменения эпюр изгибающих моментов, достижения равномерности напряжений по высоте сечений изгибаемых элементов, уменьшения расчетных усилий в отдельных узлах, элементах и их частях без изменения нагрузок; повышения жесткости конструкций и восприятия сжимающих усилий гибкими стержнями для создания новых систем.
    

    5.2.6. Основными способами регулирования усилий, изменения конструктивной схемы являются:
    
    - установка напрягающих элементов (затяжек) или устройств (натяжных, распорных) непосредственно напрягающих конструкций;
    
    - изменение условий закрепления опор в неразрезных системах;
    
    - объединение несущих и ограждающих конструкций для совместной работы;
    
    - введение при усилении временных шарниров в процессе ремонтных работ, при которых в конструкциях создаются усилия и напряжения противоположных знаков по отношению к эксплуатационному состоянию;
    
    - предварительное напряжение гибких стержней и стальных канатов растягивающими усилиями, превосходящими по значению сжатия в этих элементах от эксплуатационных нагрузок.
    
    5.2.7. К искусственному регулированию усилий необходимо прибегать в целях включения в работу новых вводимых в усиливаемую конструкцию элементов.
    
    Если не предусмотреть специальных мер при усилении конструкций под нагрузкой, то на усиливающие элементы будет передаваться только дополнительная полезная и возрастающая постоянная нагрузка, а вся постоянная нагрузка, действующая в момент усиления, будет восприниматься неусиленной конструкцией.
    
    5.2.8. Существует несколько способов включения усиливающих элементов в общую работу конструкции: подъем и опускание узлов и опор статически неопределимых систем (неразрезные балки, фермы) домкратами, рычагами или подклинкой в целях создания разгружающих сил в усиливаемой конструкции, для этого рекомендуется также применять тяги, тали, натяжные параллелограммы, муфты и другие приспособления.
    
    5.2.9. Колонны и другие опорные устройства обычно разгружаются с помощью домкратов, устанавливаемых на временных опорах; при усилении нижней части многоярусных колонн вместо разгрузки вышележащих конструкций можно осуществлять натяжение стержней верхних частей колонн.
    
    5.2.10. Конструирование и расчет усиления конструкций следует производить в соответствии с действующими нормами проектирования, анализируя и уточняя истинный характер работы элементов конструкций и перераспределение усилий в них. Кроме того, при усилении конструкций способом изменения конструктивных схем необходимо соблюдать следующие общие положения:
    
    - выбор того или иного приема изменения конструктивной схемы производить в зависимости от окружающих условий (насыщенности оборудования, наличия свободных габаритов, видов нагрузок и т.п.) и состояния конструкций в момент усиления;
    

    - выбранный прием должен быть технико-экономически обоснован путем сравнения нескольких вариантов;
    
    - при изменении конструктивных схем обеспечить надежное включение новых элементов в работу измененной конструкции посредством соединений элементов с помощью сварки или болтов;
    
    - при выполнении сварных и болтовых соединений руководствоваться указаниями [1] и разд.7 настоящих Рекомендаций;
    
    - при использовании предварительно-напряженных элементов необходимо учитывать специфику их работы - релаксацию напряжений, возможность контроля предварительного напряжения, характер распределения усилий и напряжений по всей конструкции;
    
    - выбор материала элементов усиления производить в соответствии с указаниями глав 3 и 4 [1] в зависимости от физико-механических свойств металла усиливаемой конструкции;
    
    - выбор прокатных профилей производить в соответствии с сокращенным (в целях унификации) сортаментом металлопроката.
    
    

5.3. Усиление балок

    
5.3.1. Общие положения

    
    Эффективным способом усиления изгибаемых балок является установка предварительно-напряженных затяжек, передающих сжимающие усилия на растянутый пояс (рис.7).
    
    


Рис.7. Предварительное напряжение балочной системы:

а - натяжным устройством в крайней панели; б - натяжным устройством с общей гибкой затяжкой;
в - распорным устройством в температурном шве; 1 - балка; 2 - нейтральная ось; 3 - вкладыш между
торцами нижних поясов; 4 - натяжное устройство; 5 - связь; 6 - общая затяжка; 7 - распорное устройство;
- натяжной груз; - напрягающее усилие

    
    
    Установка затяжки превращает балку в статически неопределимую систему, работающую в два этапа:
    
    - на первом создается предварительное напряжение затяжки, вызывающее в балке обратный изгибающий момент;
    
    - на втором балка работает под внешней нагрузкой.
    
    Методика расчета балки, усиленной предварительно-напряженной затяжкой, соответствует общей методике расчета предварительно-напряженных конструкций при их проектировании, естественно, с учетом состояния конструкции на период усиления.
    
    Значение предварительного напряжения следует брать максимальным из условий прочности, устойчивости или жесткости балки.
    
    Существующие конструкции перед введением затяжки следует предельно разгрузить или при возможности демонтировать.
    
    Предварительное напряжение конструкции рекомендуется достигать натяжением затяжки механическим (с помощью гидравлических или винтовых домкратов, винтовых стяжных муфт, распорок, полиспастов и т.д.) или электротермическим способами.
    
    При электротермическом способе затяжка разогревается до температуры 300 °С и в разогретом состоянии закрепляется в анкерных устройствах. Стремясь при остывании сократиться по длине, затяжка создает в конструкции предварительное напряжение.
    
    В качестве затяжек рекомендуется применять высокопрочную проволоку, тросы, стержни круглого сечения или периодического профиля.
    
    Следует отметить, что предварительно-напряженные балки с затяжками имеют серьезные недостатки, препятствующие их широкому применению:
    
    - податливость анкерных устройств и релаксация предварительных напряжений в затяжках, вследствие чего не обеспечивается постоянство разгружающих усилий от предварительного натяжения затяжек;
    
    - невозможность контроля предварительного натяжения затяжки в процессе эксплуатации и регулирования этого натяжения при изменении эксплуатационных нагрузок.
    
    Эти недостатки устраняются в предварительно-напряженных балочных системах (см. рис.7) с помощью специальных натяжных устройств, применение которых устраняет влияние податливости анкеров и вытяжки затяжек на значение предварительного напряжения, оказывается возможным контроль и изменение натяжения затяжек при эксплуатации.
    
    Предварительное напряжение балочных систем рекомендуется осуществлять с помощью натяжных устройств и грузов при передаче усилия через нижние пояса разрезных балок, объединенных на опорах вкладышами. При этом влияние жесткости колонн (вдоль ряда) на распространение напрягающего усилия по нижним поясам многопролетной балочной системы незначительно.
    

5.3.2. Усиление балок путем устройства ригельно-подкосной системы

    
    Одним из приемов, рекомендуемых для усиления балок, особенно подкрановых, является устройство ригельно-подкосной системы с помощью установки дополнительных подкосов и распорок. Возможны два варианта такого усиления: длинными подкосами, опирающимися на фундамент колонн каркаса, и короткими подкосами, опирающимися на колонны каркаса (рис.8, в). При этих приемах усиления иногда необходимо одновременно увеличить сечение балки, т.е. применить комбинированный способ усиления. Длинные подкосы, работающие на сжатие, получаются громоздкими, но уменьшают усилия в колоннах.
    
    


Рис.8. Схемы усиления балок:


а - превращение однопролетных балок в многопролетные неразрезные; б - установка
дополнительных опор; в - создание ригельно-подкосной системы; г - установка подпружной арки;
д - дополнительный шпренгель; 1 - до усиления; 2 - после усиления; 3 - дополнительная опора

    
    
    На короткие подкосы расходуется значительно меньше стали, однако они передают на колонны горизонтальные усилия при загрузке одного из пролетов многопролетной системы, что вызывает необходимость дополнительной проверки несущей способности колонн. Следует также учитывать и увеличение нагрузок на фундаменты колонн каркаса.
    
    Подкосное усиление дает значительное уменьшение изгибающего момента, а следовательно, и нормальных напряжений в среднем сечении балок при обоих вариантах опирания подкосов. В результате усиления создается жесткая пространственная конструкция, способная воспринять значительно большую полезную нагрузку, чем до усиления.
    
    При расчете усиленной балки необходимо учесть, что на участке между подкосами возникает сжимающая сила, определяемая путем разложения вертикальной реакции в опоре-подкосе на направление подкоса и горизонтальное направление.
    
    Сила прикладывается в уровне нижнего пояса балки, чем в некоторых случаях обусловлена установка в нижнем поясе балок между подкосами распорок, воспринимающих сжимающую нагрузку. Однако рассматриваемый прием усиления не дает снижения касательных напряжений в стенке балки, поэтому при необходимости делается усиление стенки балок (рис.9). Следует также учитывать, что подкосное усиление превращает однопролетные разрезные балки в неразрезные, в результате чего на их опорах возникают изгибающие усилия, достигающие при расчетных комбинациях нагрузок больших значений. Эти усилия воспринимаются тягами, скрепляющими опорные части балок с колоннами.
    
    


Рис.9. Усиление подкрановой эстакады:

1 - подкосы усиления; 2 - усиление стенок балок

    
    
    Иногда (особенно при расположении подкрановых балок на относительно большой высоте) при необходимости увеличить жесткость подкрановых балок рекомендуется заменить сжатые подкосы растянутыми. Это достигается при условии, если в подкосе каким-либо натяжным устройством вызвать предварительное растягивающее напряжение, превышающее сжимающее, которое будет возникать в подкосе при движении мостовых кранов (рис.10).
    
    


Рис.10. Схемы усиления балок:

1 - колонны каркаса; 2 - существующая подкрановая балка; 3 - подкос усиления;
4 - элемент усиления полки; 5 - элемент усиления стенки; 6 - подкосная оттяжка усиления;
7 - натяжное устройство; 8 - шпренгель; 9 - ферма усиления; 10 - затяжка

    
    
    Подкосы в этом случае рекомендуется выполнять из круглой стали повышенной прочности или из стальных канатов. При этом количество стали требуется значительно меньше, чем при усилении жесткости подкосами, однако в колоннах могут появиться продольные силы и изгибающие моменты, значительно превышающие те усилия, которые появляются в колоннах при движении мостовых кранов по балке, усиленной жесткими подкосами (при этом требуется дополнительная проверка несущей способности колонн).
    

5.3.3. Применение натяжных систем балка-тяж

    
    Для увеличения жесткости балки и регулирования напряжений в ней рекомендуется применять натяжную систему балка-тяж (рис.11). Данная система образуется с помощью установки предварительно-напряженных тяжек, жестко закрепляемых нижним концом, верхний конец тяжа крепится к балке посередине пролета. Тяжи наиболее просты в изготовлении, не требуется большого расхода материала. Они выполняются из высокопрочной проволоки, тросов, круглой стали, уголков и служат предварительно-напряженными усиливающими элементами для перераспределения в заранее выбранном соотношении усилий в сооружениях и отдельных конструкциях, а также для использования гибких усиливающих элементов, работающих на сжатие, и увеличения жесткости всей консистенции. Таким образом, предварительное напряжение имеет следующие цели:
    
    - путем натяжения напрягаемого элемента на заданное усилие перегруппировать (распределить) усилия в элементах конструкций;
    
    - обеспечить работу вводимого предварительно-напряженного элемента при заданной нагрузке на конструкцию как абсолютно жесткого;
    
    - обеспечить работу гибких элементов на сжатие;
    
    - увеличить жесткость всей конструкции.     
         
    


Рис.11. Простейшая смешанная система балка-тяж:


а- к балке приложена нагрузка и присоединен гибкий тяж; б - нагрузка на конструкцию снята;
в - комбинированная система балка-тяж (работает под эксплуатационной нагрузкой);
- предварительная нагрузка; - эксплуатационная нагрузка;
, - растягивающие и сжимающие усилия; - реакции опор

    
    
    Ниже рассматривается пример установки предварительно-напряженных тяжей в целях увеличения жесткости всей конструкции (см. рис.11) [15].
    
    Балка нагружается предварительной нагрузкой, превышающей эксплуатационную (), и после этого к ней присоединяется гибкий тяж (трос). Затем нагрузка снимается, что равносильно приложению к балке силы обратного направления по сравнению с ранее действовавшей силой , что вызывает в тяже растягивающее усилие в уже новой комбинированной (балка-тяж) системе.
    
    При действии на систему эксплуатационной нагрузки нагрузка (тяж) будет работать на сжатие, фактическим же напряжение в нем будет растягивающим, так как ,
    
где - усилие сжатия в тяже, вызванное действием ;
    
     - усилие растяжения в тяже, вызванное его предварительным растяжением.
    
    Результирующее усилие в тяже
    

.

    
    Сила распределится между балкой и тяжем пропорционально их жесткости.
    
    Так, например, если напряжения в балке и тяже одинаковы и равны , длина тяжа , где - пролет балки, и высота балки , прогиб балки будет
    

.

    
    Так как ,
    
то ,
    
или .
    
    Тогда деформация тяжа и отношение .
    
    Нагрузка между балкой и тяжем будет распределяться в отношении 1:8.
    
    Жесткость балки по прогибу в середине ее пролета увеличивается в 1+8=9 раз, а изменение напряжений ("+" "-") в балке практически устраняется.
    
    Тяж получит напряжение силой , а балка - обратный прогиб от .
    
    Напряжение же в обоих элементах балки и тяже будет одинаково и равно .
    
    Таким образом, при загружении эксплуатационной нагрузкой тяж работает на сжатие. Жесткость балки в результате введения в ее работу гибкого тяжа, работающего как жесткий элемент, увеличилась в рассмотренном примере в 9 раз.
    
    Диапазон деформаций в таких балках значительно уменьшается, хотя суммарное значение деформаций практически не меняется.
    

5.3.4. Применение комплексных конструкций - стальных балок,
работающих совместно с железобетонной плитой

    
    При реконструкции и усилении перекрытий или рабочих площадок для увеличения их несущей способности рекомендуется объединять существующие стальные балки с проектируемой монолитной железобетонной плитой для образования комплексной сталежелезобетонной конструкции (рис.12).
    
    


Рис.12. Комплексная сталежелезобетонная конструкция:

1 - существующая балка; 2 - упор; 3 - проектируемая монолитная железобетонная плита

    
    
    Совместная работа стальной балки с железобетонной плитой достигается путем соединения последней с верхними поясами балок посредством устройства упоров, обеспечивающих восприятие сдвигающих усилий, которые возникают в месте контакта железобетонной плиты и стальной балки.
    
    Конструктивно это легко осуществить, приваривая к верхней полке балки упоры и замоноличивая их в железобетонном настиле.
    
    Железобетонный настил при таком решении работает в двух направлениях, как плита, опертая по двум сторонам на изгиб: поперек балочной клетки и на сжатие вдоль балочной клетки как часть верхнего пояса балки.
    
    Рассчитываются балки по правилам расчета комплексных конструкций в соответствии с указаниями [20].
    
    Особенность расчета комплексных конструкций заключается в том, что необходимо учитывать разницу в значениях модулей упругости материалов, коэффициентов перехода от нормативного и расчетного сопротивления на растяжение к таким же сопротивлениям при других видах напряженного состояния. Этот способ целесообразен при усилении с разгрузкой (поддомкрачивание балок перед бетонированием), иначе железобетонная плита будет включаться в работу только на ту часть нагрузки, которая приложена после усиления.
    
    В комплексных стальных балках с железобетонной плитой для плит применяется бетон марки 200 и выше. Упоры рекомендуется изготовлять или гибкими из круглой стали (в балках небольшого сечения, работающих на статическую нагрузку), или жесткими (из уголков, труб).
    
    При этом суммарное значение прогиба
    

,                                                                          (5.1)

    
где - прогиб в усиливаемом прогоне от силы :
    

;

    
     - прогиб в элементе усиления от силы и собственного веса элемента:
    


    
(здесь - расчетное усилие, действующее в плоскости ).
    
    Изгибающий момент и напряжение () в среднем сечении () существующего прогона определяются по формулам:
    

;                                                               (5.2)

    
,                                                   (5.3)

    
где и - расчетная погонная нагрузка соответственно от усилия и от собственного веса конструкции.

    То же в элементе усиления:
    

;                                                         (5.4)

    
.                                                 (5.5)

    
    Чтобы , определяется :
    

;

    
;

    
.                                                    (5.6)

    
    Чтобы определить, достигла ли сила заданного значения, достаточно довести прогиб до значения, определяемого из формулы (5.1).
    
    После сварки прогона и элемента усиления временное и возможное приращение постоянной нагрузок* воспринимает уже целиком составное сечение. При этом следует обращать внимание на обеспечение устойчивости конструкции.
_________________
    * Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

    

5.3.5. Превращение однопролетных разрезных балок в многопролетные неразрезные системы

    
    Превращение однопролетных разрезных балок в многопролетные неразрезные системы возможно осуществить путем соединения смежных балок на опорах элементами, воспринимающими опорные изгибающие моменты (см. рис.8, а).
    
    При стыковании опорных концов разрезных балок возможны следующие варианты:
    
    I - балки работают на постоянную и полезную нагрузки как неразрезные. В этом случае перед объединением концов балок требуется устранить прогиб от постоянной нагрузки;
    
    II - балки работают на постоянную нагрузку как разрезные, а на полезную как неразрезные. В этом случае устранять прогиб в конструкции перед ее усилением не нужно;
    
    III - балки работают на часть постоянной нагрузки и всю полезную нагрузку как неразрезные. В этом случае необходимо ликвидировать соответствующую часть прогиба от постоянной нагрузки.
    
    Создание неразрезности в однопролетных балках рекомендуется также достигать путем подведения промежуточных, жестких или упругих опор (стойки или балки). Степень разгрузки усиливаемых балок находится в прямой зависимости от степени упругости опор.
    
    Для лучшей передачи нагрузки от усиливаемых балок на промежуточные балки приподнимаются домкратами, специальными стойками с подклиниванием или другими приспособлениями. В целях уменьшения прогибов усиливающие элементы проектируются с обратным выгибом или увеличивается их сечение. Промежуточные стойки выполняются из различных материалов (металла, железобетона, кирпичной кладки); металлические рациональнее изготовлять из труб; еще лучше применять предварительно-напряженные телескопические трубы, дающие возможность избежать применения поддомкрачивания или других способов приподнятия усиливаемых конструкций. Телескопические трубы, будучи самым рациональным элементом с точки зрения работы конструкций на сжатие, автоматически выполняют роль домкратов; однако они эффективны только при длине стоек более 3-4 м.
    
    В результате установки промежуточных опор в однопролетной балке значительно уменьшается изгибающий момент (соответственно и нормальные напряжения ).
    
    При усилении путем превращения разрезных балочных конструкций в неразрезные следует выполнять ряд требований:
    
    - должно быть обеспечено надежное основание под опорами;
    
    - над промежуточными опорами в усиливаемых балках следует устраивать ребра жесткости для обеспечения местной устойчивости стенки балок;
    
    - при устройстве неразрезности балок соблюдать требования [1] по конструированию стыков и положения разд.7 настоящих Рекомендаций.
    
    Создание неразрезности достигается путем прикрепления к верхней и нижней полкам балок на опорах листов, воспринимающих и передающих силы, уравновешивающие опорный момент, и рассчитанных на эти силы. Это мероприятие может снизить пролетные моменты на 15-20%.
    
    Известно, что момент над опорой в двухпролетной неразрезной балке от равномерно распределенной нагрузки равен по абсолютному значению пролетному моменту разрезной балки. Однако это не может служить препятствием для применения такого способа усиления, так как большие опорные изгибающие моменты распространяются на небольшой участок по длине балки, на котором расположены элементы, превращающие разрезные балки в неразрезные. При этом следует особое внимание уделять обеспечению несущей способности стыков разрезных балок и учитывать, что превращение разрезной системы в неразрезную иногда приводит к заметному увеличению нагрузки на некоторые колонны, которые должны быть проверены на это увеличение.
    

5.3.6. Усиление балочных конструкций превращением их в шпренгельные системы

    
    Этот способ усиления имеет ряд преимуществ перед рассмотренными выше способами усиления:
    
    - не загромождаются помещения стойками и фундаментам под них;
    
    - требуется небольшой расход металла; кроме того, шпренгельные системы наиболее пригодны к предварительному напряжению простейшими способами.
    
    Главное достоинство применения предварительно-напряженных шпренгельных элементов заключается в возможности осуществить усиления под полной нагрузкой с минимальными трудозатратами и расходами материалов.
    
    Введение шпренгеля в большинстве случаев производится без увеличения сечения усиливаемой балки. Конструкция усиления в зависимости от конкретных условий может быть снизу, сверху или в пределах высоты усиливаемой балки. В последнем случае шпренгель выполняется двухветвевым с симметричным расположением ветвей по обеим сторонам конструкции.
    
    Включение шпренгеля в совместную работу со старой конструкцией достигается с помощью стяжных приспособлений.
    
    При расчете усилений необходимо учитывать, что промежуточные опоры балки шпренгельной конструкции упругие благодаря податливости всех элементов шпренгеля. Кроме изгиба балка, усиленная шпренгелем, подвергается воздействию сжимающих усилий, равных распору шпренгеля. Созданием определенного значения предварительного напряжения шпренгеля можно довести усиленную балку, напряженную симметричной нагрузкой, до состояния, аналогичного состоянию неразрезной балки на жестких опорах, если не учитывать сжимающих балку усилий. При расчете полученной после усиления шпренгельной системы следует обязательно учитывать упругие перемещения затяжки. С предварительно-напряженной затяжкой балка является предварительно-напряженной и рассчитывается по двум стадиям: стадии предварительного напряжения и рабочей.
    
    В результате предварительного напряжения шпренгеля в усиливаемой балке возникают моменты и прогибы, противоположные по направлению возникающим от действующей нагрузки, а также сжимающие усилия, возрастающие пропорционально усилиям натяжения шпренгеля и значению приложенных нагрузок, поэтому нужно принимать меры по обеспечению устойчивости балки.
    
    Соответствующей конструкцией и натяжением можно добиться такого положения, что изгибаемая балка будет работать только на сжатие при уравнивании опорных и пролетных моментов.
    
    Крепление шпренгеля к усиливаемой балке рекомендуется располагать так, чтобы точка приложения сжимающей силы находилась как можно ниже центра тяжести сечения балки для создания определенного эксцентриситета, в зависимости от значения которого регулируются разгружающие усилия.
    
    Шпренгель может быть выполнен из различных профилей (уголки, швеллеры, круглая сталь) без предварительного напряжения или из напряженных стальных канатов и пучков высокопрочной проволоки.
    
    Крепление шпренгеля сварными швами к полкам балок, подвергающимся вибрационным нагрузкам, резко снижает вибрационную прочность балок. Поэтому следует прикреплять все детали к поперечным ребрам жесткости или к стенке, а если это выполнить невозможно, то способы усиления, связанные с созданием очагов напряжений в конструкциях, применять не рекомендуется.
    

5.3.7. Усиление балок с помощью выжимного устройства

    
    Усиление балок (в данном случае прогонов) без разгрузки возможно с помощью выжимного устройства (рис.13).
    
    


Рис.13. Регулирование напряжений с помощью выжимного устройства:


а - конструкции выжимного устройства; б - расчетная схема; 1 - усиливаемый прогон; 2 - элемент усиления;
3 - винт; 4 - гайка; 5 - детали выжимного устройства; 6 - подкладка; 7 - болты прикрепления элемента усиления;
- постоянная нагрузка; - нагрузка от собственного веса; - сила выжимания

    
    
    Элемент усиления - швеллер прикрепляется болтами к усиливаемому прогону у его опор. В середине элемента располагается выжимное устройство, расположенное с уклоном 1:30 к стенке швеллера, для того чтобы оба швеллера прижимались стенками. Винт упирается в полку усиливаемого прогона, который и распирается при вращении винта.
    
    Степень разгрузки существующего прогона определяется по значению его деформации. При достижении необходимого значения расчетной деформации элемент усиления приваривается к усиливаемому прогону прерывистым швом, а выжимное устройство снимается и переносится на следующий прогон.
    
    

5.4. Усиление ферм

    
5.4.1. Превращение ферм в шпренгельные конструкции

    
    Одним из распространенных решений по усилению ферм путем изменения их конструктивной схемы является введение шпренгеля (рис.14).
    
    


Рис.14. Пример усиления стержней фермы:

а - установка дополнительного подкоса к сжатому раскосу;
б - установка дополнительных шпренгелей в панелях верхнего пояса и подвески к нижнему поясу;
1 - дополнительный подкос; 2 - сжатый раскос; 3 - дополнительные шпренгели; 4 - подвеска; 5 - нагрузка

    
    
    Постановка шпренгеля позволяет резко увеличить несущую способность ферм при относительно малом расходе стали, не загромождая производственных площадей.
    
    Шпренгель рекомендуется крепить в нижних опорных узлах фермы, реже в верхних, так как при этом необходимо наличие достаточно мощного сечения поясов. Однако крепление в верхних узлах фермы позволяет расположить шпренгель в пределах высоты фермы, это решение применяется в том случае, когда невозможно увеличить габаритные размеры ферм (высоту).
    
    Шпренгели рекомендуется изготовлять из жестких профилей (стойки), стальных канатов и пучков высокопрочной проволоки (пояса). Включение шпренгеля в совместную работу с фермой возможно как с предварительным напряжением, так и без него. В случае усиления шпренгеля, изготовленного из жестких профилей и установленного без предварительного натяжения, напряжения в элементах и соединениях фермы определяются как сумма усилий от нагрузок, действующих до введения шпренгеля в статически определимой системе, и усилий от нагрузок, приложенных после усиления в статически неопределимой системе. Ненапряженные элементы усиления никогда полностью не используются в работе конструкций, так как они иногда выходят из строя и становятся непригодными из-за достижения второго предельного состояния (появления чрезмерных деформаций, а иногда трещин). Применение предварительно-напряженных элементов усиления всегда более эффективно, чем ненапряженных. Исследования усиления ферм предварительно-напряженными элементами при динамической и усталостной нагрузках показали, что этот способ позволяет по сравнению с обычным (увеличение сечения) сэкономить 45-50% металла и получить значительные технологические преимущества [12]. Предварительно-напряженные элементы сразу включаются в полную совместную работу с существующими фермами, и усиление проводится под полной эксплуатационной нагрузкой. Введение предварительно-напряженного элемента (например, третьего пояса - см. рис.15) оказывает разгружающее действие на большинство стержней ферм, что позволяет значительно увеличить несущую способность конструкции. Сечение третьего пояса и степень его натяжения должны быть такими, чтобы можно было разгрузить ферму до такого состояния, после которого в условиях полной нагрузки усилия в самом напряженном стержне были бы меньше его предельной несущей способности. Напряжение в элементах усиленной фермы определяется от суммы усилий, возникающих после натяжения шпренгеля, и усилий от всех нагрузок, приложенных после усиления в статически неопределимой системе.
    



Рис.15. Введение предварительно-напряженных элементов в фермах:


а - напрягающий элемент расположен вдоль нижнего пояса; б - напрягающие элементы
расположены во всех растянутых стержнях; в - напрягающий элемент из двух ветвей
ломаного очертания; г - затяжка в фермах с приподнятым нижним поясом

    
    
    Достаточно прост способ усиления ферм с помощью дополнительной шпренгельной решетки, применяемой при недостаточной несущей способности сжатых стержней фермы (рис.16 и 17). Такой способ рационален при сравнительно больших гибкостях сжатых элементов ( более 70). Элементы шпренгеля выполняются из одного уголка и подбираются при расчете по гибкости. Таким способом рекомендуется усиливать и значительно деформированные в плоскости фермы стержни решетки. Усиление поясов ферм, подверженных местному изгибу при фактическом внеузловом приложении нагрузки, производится установкой дополнительных шпренгелей к верхнему поясу или дополнительных подвесок к нижнему поясу (см. рис.14).
    
    


Рис.16. Усиление искривленных элементов ферм приваркой дополнительных уголков:

1 - дополнительные уголки; 2 - искривленный элемент

    
    
    Примечание. Применяется при искривлении элемента в плоскости фермы и погнутости 30 мм.
    



Рис.17. Усиление искривленных элементов ферм введением шпренгеля:

1 - шпренгель; 2 - искривленный элемент

    Примечание. Применяется при искривлении элемента в плоскости фермы и погнутости >30 мм.
    
    

5.4.2. Превращение ферм во внутренние статически неопределимые

    
    Чтобы увеличить жесткость и несущую способность всей фермы в целом, ставится дополнительная перекрестная решетка (рис.18). Ферма в этом случае превращается в статически неопределимую, что иногда рискованно, так как при увеличении нагрузки в результате перераспределения усилий в стержнях растянутые раскосы становятся сжатыми. Если несущая способность раскосов при сжатии недостаточна, они могут потерять устойчивость и вызвать вторичное еще более неблагоприятное перераспределение усилий во всех стержнях фермы. В этом случае нужно произвести точные расчеты конструкции и при необходимости до введения дополнительной решетки усилить отдельные стержни фермы.
    
    


Рис.18. Усиление сжатых элементов решетки фермы с применением шпренгелей

    
    Примечание. Шпренгели показаны жирной линией.
    
    

5.4.3. Защемление ферм в колоннах

    
    Простейшим способом изменения конструктивной схемы стропильной фермы, входящей в состав поперечной рамы каркаса, является обеспечение жесткого сопряжения ригеля с колонной. Обычно опорные узлы выполняются на болтах, которые могут быть плохо затянуты, и поэтому разгружающее действие опорного момента в расчетных схемах не учитывается.
    
    Предусмотрев в качестве усиления сварку элементов в местах передачи усилий от фермы на колонну и рассчитав все сварные швы, при расчете на требуемые дополнительные нагрузки надо учесть действие опорных моментов, которые заметно уменьшают усилия в поясах фермы от эксплуатационной нагрузки. В стержнях решетки фермы опорный момент вызывает очень незначительные усилия. При расчете такого усиления необходимо учесть возможные комбинации нагрузок, так как опорные моменты от некоторых нагрузок могут увеличивать усилия в поясах более допустимых.
    

5.4.4. Перемещение нагрузки, передача ее через распределительные устройства на другие узлы фермы

    
    При усилении ферм для разгрузки узлов нижнего пояса рекомендуется вводить дополнительные стойки, передающие часть нагрузки на дополнительные узлы. Усиливающие элементы в этом случае будут работать только на местную нагрузку. Расчетная схема ферм при таком способе не меняется.
    
    В некоторых случаях при усилении стропильных ферм для передачи нагрузки целесообразно использовать смежные конструкции. Например, при включении в работу железобетонных панелей покрытия ферм превращается в комплексную сталежелезобетоннуо конструкцию.
    
    Если необходимо усилить только одну ферму по длине цеха (например, при прикреплении к ферме балок подвесных кранов или монорельсов, подвешивании технологических трубопроводов и тому подобных изменениях нагрузок вследствие новых условий эксплуатации), то для перераспределения нагрузок на соседние фермы можно использовать существующие вертикальные связи.
    
    Для этого в тех пролетах, где нет решеток вертикальных связей, надо дополнительно установить раскосы и стойки, а также обеспечить неразрезность в узлах примыкания связей к фермам, что конструктивно не сложно. После проведения этих мероприятий усилия в стержнях фермы от дополнительной местной нагрузки определяются с учетом упругого "отпора" вертикальных связей, определенного в результате расчета связей как многопролетной неразрезной балки на упругопроседающих опорах. Усилия в стержнях вертикальных связей, возникающие от местной нагрузки благодаря большой высоте связей, будут незначительны.
    

5.4.5. Введение предварительно-напряженных затяжек

    
    Конструктивное оформление затяжек и узлов их крепления многообразно. Усиление отдельных стержней решетки, нижних растянутых поясов ферм рекомендуется выполнять посредством предварительно-напряженных затяжек, расположенных как в пределах усиливаемой фермы, так и вне ее (см. рис.15, а). Затяжки, расположенные вне усиливаемой фермы, наиболее экономичны в части расхода стали, но их применение не всегда возможно. В цехах с мостовыми кранами, где габаритные размеры фермы не позволяют использовать вынесенные затяжки (см. рис.15, а), следует применять затяжки, расположенные в пределах высоты фермы (см. рис.15, в). Эти затяжки работают так же, как и вынесенные, но требуют большого расхода стали на усиление. Ломаная затяжка, расположенная в пределах (габаритах) стропильной фермы, требует меньшего расхода стали, чем прямая, но применять ее при усилении не всегда удобно из-за того, что опорный узел такой затяжки расположен в непосредственной близости к существующему покрытию.
    
    При усилении поясов ферм затяжками иногда необходимо усиливать и некоторые стержни решетки.
    

5.4.6. Превращение ферм в вантовые системы

    
    Устройством вантовой или висячей (тросовой) системы эффективно усиливать фермы, работающие под полной нагрузкой, с пролетами более 30 м и при наличии надежных существующих опор для крепления тросов (рис.19). Этот способ в большинстве случаев не требует дополнительного местного усиления отдельных стержней или соединений решетки. В существующие жесткие конструкции в ряде случаев могут быть введены ванты-подкосы, подвески, оттяжки, расчалки и получены жесткие вантовые конструкции. Фермы рекомендуется подвешивать этим способом в том случае, если имеется более высокий смежный пролет.
    
    


Рис.19. Варианты усиления стропильных ферм изменением их статических схем:


а, б - дополнительные винтовая и висячая системы;
в, г - включение фонаря в работу фермы;
1 - фонарь до усиления; 2 - фонарь после усиления

    
    
    Вантовые системы могут быть выполнены предварительно-напряженными или без предварительного напряжения.
    
    Расчет конструкций при вантовом усилении производится аналогично расчету обычных висячих систем.
    
    При усилении ферм вантовыми или висячими системами следует учитывать возможность использования стальных канатов горнорудных и других предприятий тяжелой промышленности, снимаемых с эксплуатации в подъемно-транспортных механизмах из-за износа, недопустимого для грузоподъемных машин и лифтов, но вполне пригодных для использования в строительных конструкциях.
    

5.4.7. Включение фонарей в работу фермы

    
    Оригинальным способом усиления ферм, имеющих светоаэрационные фонари, является включение несущих стержней фонарей в совместную работу со стропильной фермой в качестве "обратного" шпренгеля (см. рис.19, в). Введение конструкции фонаря в работу фермы при его расположении в середине пролета приводит к незначительному изменению усилий в стержнях фермы - в основном разгружаются пояса. При расположении фонаря над колоннами в двух- и многопролетных зданиях усиление ферм данным способом наиболее эффективно.
    
    Включение фонаря в работу фермы (при фонаре в середине пролета) осуществляется введением дополнительных раскосов. Усилия в стержнях фермы складываются из усилий от нагрузок, приложенных до усиления, и от нагрузок, приложенных после усиления, определенных с учетом введения фонаря в расчетную схему фермы. Расчетными усилиями в поясах ферм в этом случае будут усилия в панелях, примыкающих к фонарю, со стороны опор, а не посередине фермы, как в обычном случае, если не вводить в расчетную схему фонарь.
    
    При расположении фонаря над колоннами ферму можно значительно разгрузить, сократив зазор между фланцами крайних стоек фонаря и верхним поясом фермы или предварительно напрягая стержни фонаря (крайние стойки, раскосы). Для этой цели в стыке раскоса предусматриваются стыковые ребра и опорные столики. Натяжение осуществляется гидравлическими домкратами. Степень разгрузки необходимо контролировать (например, измерением напряжений в крайних стойках фонаря). Усилия в стержнях фермы при таком усилении будут алгебраически складываться из усилия от нагрузок, приложенных до усиления, усилия от натяжения крайних стоек фонаря и усилия от нагрузок, приложенных после усиления и определенных в статически неопределимой системе. Усилия в стержнях фонаря складываются из усилий от натяжения стержня и усилия от нагрузки, приложенной к ферме и фонарю без усиления. Можно использовать фонарь для усиления фермы и без натяжения крайних стоек, но эффективность при этом будет значительно ниже.
    


5.5. Усиление колонн

    
    Рекомендуются следующие методы изменения конструктивной схемы колонн.
    

5.5.1. Установка дополнительных стоек

    
    Это достаточно простой способ, требующий только монтажа дополнительных стоек и некоторого уширения фундаментов, может применяться только при небольших перенапряжениях колонны, так как при усилении уменьшается только продольная сила в колонне (рис.20, а).
    


    
Рис.20. Способы усиления колонн каркаса изменением их статической схемы:


а - установка дополнительной стойки; б и в - установка оттяжек; г - установка
горизонтальных связей усиления; д - схема горизонтальных связей усиления;     

1 - стойка усиления; 2 - оттяжка; 3 - существующие горизонтальные связи по нижним
поясам ферм; 4 - горизонтальные связи усиления; 5 - конструкции торцевого фахверка

    
    Этим способом усиливаются колонны высоких пролетов, к которым примыкают пролеты меньшей высоты, не оборудованные мостовыми кранами.
    

5.5.2. Установка оттяжек (см. рис.20, б)

    Для ограничения смещения верхнего сечения колонны используются оттяжки; они предварительно напрягаются, что несколько увеличивает продольную силу в колонне.
    
    Недостатками такого способа усиления является резкое увеличение площади застройки (оттяжки устраиваются под углом 45-60°) и необходимость устройства достаточно сложных анкерных фундаментов. Этих недостатков можно избежать, если есть возможность закрепить оттяжки на кровле соседних пролетов (см. рис.20, в). При таком усилении следует внимательно обследовать колонны, анкерные болты крепления колонн к фундаментам и фундаменты тех стоек соседнего пролета, к которым крепятся оттяжки; обязателен и учет линейных перемещений оттяжек.
    

5.5.3. Передача горизонтальных нагрузок на конструкции торцевого фахверка (см. рис.20, г)

    
    Таким способом уменьшается смещение верхнего сечения колонн. Это целесообразно в высоких зданиях и достигается созданием по нижним или верхним поясам ферм жесткого геометрически неизменяемого горизонтального связевого диска.
    
    Конструкция торцевого фахверка рассчитывается как консольная балка-стенка на восприятие горизонтальных нагрузок, а также реакций в верхнем сечении колонн от крановых нагрузок.
    
    Смещением верхнего сечения торцевого фахверка (в связи с его большой шириной) можно пренебречь, поэтому верхние сечения колонн каркаса можно считать закрепленными от горизонтального смещения, что резко уменьшает изгибающие моменты в сечениях колонн.
    

5.5.4. Усиление отдельными подкрановыми ветвями

    
    Усиление колонн отдельными подкрановыми ветвями позволяет, не нарушая целостности ослабленной старой части колонн, увеличивать крановые нагрузки. Такой прием обычно применяется в том случае, если сложно и нерационально увеличивать сечение старой колонны или воспользоваться другими приемами усиления.
    

5.5.5. Усиление дополнительными решетками

    
    Если колонна получила значительные деформации, не препятствующие, однако, ее нормальной эксплуатации, но которые со временем (или после увеличения нагрузки) могут развиваться, то она усиливается посредством дополнительной решетки. Схема усиления выбирается с учетом конкретных условий, состояния усиливаемой конструкции, причин, вызвавших усиление, а также из экономических соображений. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы усиленные конструкции не влияли на габаритные размеры помещений и не изменяли уровень пола, особенно в тех помещениях, которые имеют малую высоту и местный напольный транспорт.
    
    Главный недостаток рассмотренных в этом пункте приемов усиления стоек или колонн - необходимость их частичной разгрузки на время усиления ввиду появления дополнительного продольного изгиба от влияния сварки. Кроме того, наличие остаточных сварочных напряжений может в ряде случаев привести к дополнительным деформациям и преждевременной потере несущей способности колонны,
    

5.5.6. Усиление предварительно-напряженными телескопическими трубами

    
    В ряде случаев перечисленных недостатков при усилении колонн и стоек можно избежать, если в качестве усиливающих элементов взять предварительно-напряженные (сжатые) осевым усилием элементы из жестких профилей.
    
    Наиболее пригодным для этих целей является трубчатый профиль. Данный способ усиления, его сущность, технология производства и преимущества подробно описаны в [13].
    

5.5.7. Рекомендации по разгрузке колонн перед усилением

    
    Колонны и другие опорные устройства обычно разгружаются с помощью домкратов, установленных на временных опорах.
    
    При усилении колонны в нижнем этаже вместо разгрузки конструкций, находящихся в верхних этажах, можно, например, осуществить натяжение стержней колонн вышележащих этажей (см. рис.19, а). Пример такого натяжения рассмотрен в [14].
    
    Колонны каркаса можно разгружать с помощью временных опор, воспринимающих нагрузку от стропильных ферм и расположенных в помещении. Чтобы меньше стеснять производство, временные стойки можно вынести из здания и ферму подвесить на вантах (см. рис.19, б). При необходимости усилить только подкрановую часть колонны для разгрузки можно использовать стойки, установленные на мостовом кране.
    
    Учитывая, что значительную часть усилий в колоннах составляют усилия от воздействия мостового крана, можно рекомендовать разгрузку колонн на время усиления с помощью временных опор, установленных под подкрановые балки. Такой способ разгрузки с некоторыми ограничениями, связанными с безопасностью работ по усилению колонн, позволяет эксплуатировать мостовой кран (в отличие от способа разгрузки нижней части колонны и фундаментов под нее) с помощью специальных ферм, расположенных вдоль цеха.
    
    Ферма, расположенная ниже подкрановой балки, предусматривается с параллельными поясами. В качестве верхнего пояса используются подкрановые балки, а в качестве стоек - фермы-колонны.
    
    Элементы нижнего пояса и раскосы решетки проектируются так, чтобы они легко монтировались и демонтировались.
    
    Последовательный перенос разгрузочной фермы после усиления фундамента под колонну позволяет не прекращать эксплуатацию цеха во время усиления. Такой способ разгрузки возможен только тогда, когда несущая способность колонн, на которые опирается разгрузочная ферма, позволяет воспринять и дополнительную нагрузку от усиливаемой колонны.
    
    

5.6. Усиление рамных конструкций

    
    5.6.1. Конструктивная схема рам изменяется при необходимости более основательного их усиления. При изменении схемы рамы достигается такое перераспределение усилий, при котором изгибающие моменты и распор будут резко уменьшены.
    
    5.6.2. Можно уменьшить изгибающий момент в стойках трехшарнирной рамы путем превращения ее в двухшарнирную. Это достигается ликвидацией ключевого шарнира и созданием в ключе жесткого соединения. Возникновение изгибающих моментов в середине пролета в этих случаях не опасно, так как сечения элементов в старых конструкциях такого типа были запроектированы с запасом. При превращении трехшарнирной конструкции рамы в двухшарнирную нужно тщательно обследовать фундаменты рамы и грунты основания.
    
    Трехшарнирные рамы превращать в бесшарнирные нецелесообразно, так как это очень трудоемкий процесс.
    
    5.6.3. При необходимости коренного усиления рамных конструкций пользуются способом затяжек.
    
    Преимущества этого способа следующие:
    
    - простота выполнения работ по установке затяжек;
    
    - во всех элементах рамы (ригелях и стойках) достигается значительное понижение (снятие) напряжений;
    
    - возможность проводить работы в действующих цехах без их останова;
    
    - отсутствие необходимости частичной разгрузки усиливаемых конструкций;
    
    - минимальное количество металла для усиливаемых элементов;
    
    - отсутствие необходимости отсоединения связей;
    
    - сохраняется полезная площадь сооружения.
    
    Недостатком этого способа усиления является некоторое уменьшение полезной высоты сооружения.
    
    5.6.4. Схемы установки затяжек в рамах см. на рис.21 и 22.
    
    


Рис.21. Характер деформаций поперечной рамы:

а - рама не усилена; б - рама усилена упругой затяжкой; в - рама усилена жесткой
предварительно-напряженной затяжкой; - горизонтальная реакция от нагрузки ;
- вертикальная реакция; - смещение узла рамы; - усилие в затяжке;
- расстояние между узлом рамы и затяжкой; - угол поворота узла рамы



Рис.22. Установка затяжек в рамах:

а - на уровне опорных шарниров; б - под ригелем; в - ниже ригеля;
г - вертикально; д - в пределах высоты ригеля; е - на участке пролета

    
    
    Размещение затяжек на уровне опорных шарниров малоэффективно, так как разгрузка средней части ригеля не всегда целесообразна из-за увеличения усилий в стойках и опорном узле рамы. Затяжка здесь может быть целесообразной только при больших пролетах и невысоких стойках.
    
    Если в связи с изменившимися условиями работы конструкции нужно в ней перераспределить усилия, то наиболее рациональным приемом регулирования напряжения будет введение затяжки под ригелем или вертикальных затяжек. Этот способ является наиболее рациональным при усилении под нагрузкой. Он особенно эффективен при усилении рамы с двускатным ригелем.
    
    5.6.5. Затяжка, устанавливаемая под ригелем, как в геометрических точках пересечения осей ригеля и стоек, так и несколько ниже этих участков значительно уменьшает распор и изгибающие моменты в элементах рамы (см. рис.21). Понижение места крепления затяжки менее благоприятно сказывается на уменьшении изгибающих моментов в пролете ригеля и узловых сечениях и более благоприятно в стойках рамы. Это объясняется тем, что затяжка уменьшает, а если она абсолютно жесткая, то ликвидирует деформации от изгиба ригеля и перемещения его угловых точек останутся, так как затяжка в этом случае устанавливается не в узлах рамы, где взаимное перемещение концов ригеля наибольшее, а несколько ниже. Поэтому независимо от того, будет ли затяжка упругой или абсолютно жесткой, усилия в ней и распор в раме будут меньше, чем при установке в углах рамы. Уменьшение значения распора вызывает уменьшение изгибающих моментов в стойках.
    
    5.6.6. При усилении затяжками решетчатых рам следует иметь в виду, что пояса и решетка в стойках, работавших ранее на растяжение, могут оказаться сжатыми. Знаки усилий в стержнях решетчатых рам изменяются при изменении знака распора.
    
    5.6.7. Повышая или понижая высоту установки затяжки, можно добиться получения минимальных изгибающих моментов в различных сечениях ригеля, причем каждому минимальному изгибающему моменту в определенных местах рамы будет соответствовать определенная высота расположения затяжки. Обычно эта высота определяется из практических соображений. Наибольший эффект можно получить, применяя жесткую затяжку. Однако, если значительно увеличивать жесткость, а следовательно, и площадь сечения затяжки, масса ее резко возрастает. Чтобы рама, усиленная податливой затяжкой, приближалась к условиям работы рамы, усиленной жесткой затяжкой, последняя подвергается предварительному напряжению.
    
    5.6.8. В большепролетных рамах возможны значительные провисания затяжек. Чтобы избежать этого, они подвешиваются на подвесках. Затяжки обычно крепятся к рамам с помощью хомутов, охватывающих все сечения стойки.
    
    5.6.9. Затяжки могут изготавливаться из круглой стали, швеллеров, уголков, труб. Стяжные муфты лучше ставить возле стоек рамы, на самих затяжках (а не на подвесках) во избежание возникновения дополнительных изгибающих моментов в ригеле. Для уменьшения провеса затяжки от собственного веса ей обеспечивается небольшой предварительный подъем с равномерным уменьшением длины подвесок от краев до середины пролета. При затруднениях, возникающих с установкой затяжки в точках пересечения осей колонны и нижнего пояса ригеля, и отсутствии возможности ставить затяжку ниже она конструируется из двух ветвей с симметричным расположением последних по обе стороны рамы.
    
    В конструкциях, усиливаемых под нагрузкой, не рекомендуется обваривать натяжные приспособления.
    
    5.6.10. Во время проведения работ по усилению не нужно проводить никаких мер по отсоединению связей жесткости и прогонов. Натяжение затяжек обычно контролируется по оттарированным значениям удлинений или с помощью тензометров, установленных на затяжке.
    
    5.6.11. Наиболее эффективными способами предварительного натяжения круглых затяжек считаются электротермический и электротермомеханический. Последний отличается от электротермического только тем, что во время нагревания затяжка, удлиняясь, одновременно подтягивается посредством завинчивания гаек. Усилие натяжения в этом случае контролируется по оттарированным значениям удлинений затяжек. Точность такого контроля тем выше, чем длиннее затяжка. Создание для упругих затяжек таких условий натяжения, при которых они влияют на усиливаемую конструкцию как абсолютно жесткие связи, широко используется при усилении рамных конструкций. Если в конструкции основная нагрузка постоянна, элементы усиления (затяжка) и вся конструкция при определенных условиях будут работать аналогично конструкции, имеющей абсолютно жесткую связь.
    
    5.6.12. При одновременном загружении постоянной и полезной нагрузками конструкция будет работать как система с упругой связью только на действие полезной нагрузки. Рамные конструкции можно усиливать такими приемами на любом этапе их существования. Для рам этот прием применим только при соотношении их пролета к высоте . Более высокие рамы усиливаются другими способами.
    
    5.6.13. Применение вертикальных затяжек рационально в том случае, если на затяжки передается нагрузка от собственного веса наружных стен, расположенных в той же плоскости.
    
    Следует отметить, что затяжки, несмотря на всю их эффективность при усилении рам, позволяют перераспределять в элементах рамы изгибающие моменты и уменьшать напряжения, возникающие только от вертикальных нагрузок. Горизонтальные нагрузки (ветер, поперечное торможение кранов) и вертикальная крановая (действующая на стойки с их внутренней стороны, т.е. с внутренней стороны рамы) затяжками не перераспределяются, и напряжения от них в элементах усиленных рам не уменьшаются. При одновременном действии вертикальных и горизонтальных нагрузок усилия в затяжках уменьшаются, оставаясь при этом растягивающими. Кроме того, затяжки уменьшают горизонтальные смещения рамных узлов.
    
    5.6.14. Для усиления рам от горизонтальных нагрузок иногда используются тяжи и оттяжки. Они, резко уменьшая изгибающие моменты от горизонтальных воздействий, увеличивают сжимающие усилия в стойках рамы. Особенно эффективна установка тяжей по обе стороны стоек в высоких рамах.
    
    Такие тяжи должны быть предварительно-напряженными, они хорошо работают на знакопеременные нагрузки (ветер, горизонтальное торможение кранов и т.п.).
    
    Предварительно-напряженные элементы (затяжки, подпружные системы, кронштейны, косые стойки, телескопические трубы) успешно используются для усиления рамных конструкций в условиях действующих цехов.
    
    

5.7. Усиление путем подведения новых
дополнительных конструкций или элементов

    
    5.7.1. Рекомендуемый способ усиления применим в том случае, когда непосредственное усиление конструкций не представляется возможным или неэкономичным.
    
    Наибольшее распространение данный способ получил при усилении перекрытий.
    
    5.7.2. Способ усиления подведением новых дополнительных конструкций или элементов распространен благодаря простоте его выполнения (рис.23) и значительному эффекту. При усилении данным способом уменьшается грузовая площадь и нагрузка, действующие на каждую балку в отдельности, вследствие чего значительно увеличивается несущая способность перекрытия в целом.
    
    


Рис.23. Усиление перекрытия подведением дополнительных балок:

1 - существующая балка; 2 - подводимая балка усиления

    
    
    При наличии железобетонных плит перекрытия надо следить за тем, чтобы при усилении над вновь вводимой балкой в плите перекрытия не возникал отрицательный изгибающий момент.
    
    5.7.3. При подведении новых дополнительных элементов не требуется большого расхода металла, такое усиление легко производится под полной эксплуатационной нагрузкой.
    
    

5.8. Варианты усиления элементов стальных конструкций
(балок, ферм, колонн и др.)

    
    5.8.1. Существует много различных вариантов (схем) усиления стальных конструкций. На рис.24 приведены схемы усиления изгибаемых элементов различных конструкций; на рис.25 и 26 даны варианты усиления сжатых, растянутых и искривленных в результате эксплуатации элементов ферм; на рис.27 приведены варианты усиления элементов колонн.
    
    


Рис.24. Варианты усиления изгибаемых элементов:

а, б, д, е, и - крепление деталей усиления к наружным плоскостям полок; в, г, ж, з, к, л - крепление деталей
усиления к внутренним плоскостям полок; м, н, о - крепление деталей усиления к стенке элемента

    
    Примечания: 1. Варианты в, г, з, к, л рекомендуются в случаях, когда крепление усиливающих деталей по наружным плоскостям полок затруднительно. 2. Варианты м, н, о рекомендуются при увеличении жесткости стенки элемента.
    
    


Рис.25. Варианты усиления элементов ферм:

a, б, в, г, и - для растянутых элементов; а, г, е, ж - для сжатых элементов; и, к - для крестообразных сечений;
д, е - при малых искривлениях стержней из плоскости фермы; а, г, ж, к - при малых искривлениях стержней
и при неизменной толщине элемента на участке усиления

    

    


Рис.26. Варианты усиления искривленных элементов ферм:

а, б, в - при искривлении элементов из плоскости ферм; г - при искривлении
элементов одновременно в плоскости фермы и из плоскости фермы;
1 - элемент усиления; 2 - искривленный элемент



Рис.27. Варианты усиления элементов колонн:

а, б, в, г - для сварных двутавров; д, е, ж - для составных сплошностенчатых сечений подкрановых
частей колонн; з, и, к, л, м, н, о, п - для решетчатых элементов с различными поперечными сечениями

    
    
6. ПРИМЕНЕНИЕ СТАЛЬНОГО ПРОФИЛИРОВАННОГО НАСТИЛА
В ПОКРЫТИЯХ ЗДАНИЙ И ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА

    
    6.1. Широкое распространение легких покрытий производственных зданий связано с использованием стального профилированного настила. В настоящее время существуют две номенклатуры настилов (табл.5 и 6): по одной из них настил выпускают Куйбышевский завод "Электрощит" Минэнерго СССР, Киреевский завод ограждающих конструкций Минмонтажспецстроя СССР, по другой - Челябинский завод стального профилированного настила Минтяжстроя СССР. В табл.5 и 6 показано сопоставление выпускаемых настилов.
    
    

Таблица 5

    
Сопоставление номенклатуры стальных профилированных
настилов, выпускаемых различными заводами

    

Профиль и размер настила

Высота профиля, мм

Толщина листа, мм

Справочные данные на 1 м ширины




Момент инерции

, см

Расчетный момент сопротивления

, см

Масса 1 м профиля, кг





на опоре

в пролете


H79-680-1,0
Н80-674-1,0

79
80

1,0
1,0

127,5
159

30,7
39,7

26,9
34,1

15,3
15,5

H60-782-1,0
Н60-845-1,0

60
60

1,0
1,0

69,6
82,7

23,5
22,4

19,3
22,3

13,3
12,4

Н60-782-0,9
Н60-845-0,9

60
60

0,9
0,9

60,4
74,7

80,1
19,2

16,6
19,9

12,0
11,2

H60-782-0,8
Н60-845-0,8

60
60

0,8
0,8

51,4
66,3

17,0
16,3

13,9
17,6

10,9
10,0

    Примечания: 1. В числителе - показатели для настилов Куйбышевского завода "Электрощит" Минэнерго СССР и других заводов, в знаменателе - для настилов Челябинского завода стального профилированного настила Минтяжстроя СССР. 2. Обозначения: Н - настил; 79 - полная высота гофра, мм; 680 - расчетная ширина настила, мм; 1,0 - толщина настила, мм.

    
    
Таблица 6

    
Значения предельной несущей способности стальных
профилированных настилов, выпускаемых различными заводами

    

Настилы Куйбышевского завода "Электрощит"

Настилы Челябинского завода стального профилированного настила

Наименование

Коэффициент

Наименование

Коэффициент



H79-680-1,0



H80-674-1,0

0,80

Н60-782-1,0



Н60-845-1,0

0,81

Н60-782-0,9



Н60-845-0,9



0,78

Н60-782-0,8



Н60-845-0,8

0,73

    Примечание. и - коэффициенты, равные отношению несущей способности соответствующих настилов к их массе.

    
    
    Сопоставление различных их типов настилов только по справочным данным на 1 м ширины неполно их характеризует без учета их несущей способности. В табл.7 приводятся значения предельной несущей способности, определенные для наиболее невыгодных условий загружения при одно-, двух-, трех- и четырехпролетных расчетных схемах расположения настила.
    
    

Таблица 7

    
Несущая способность стального профилированного настила, кПа (кгс/м)

    

Количество пролетов настила

Длина пролета, см

Настилы Куйбышевского завода "Электрощит"

Настилы Челябинского завода стального профилированного настила





H79-680-1,0

H60-782-1,0

Н60-782-0,9

Н60-782-0,8

Н80-674-1,0

Н60-845-1,0

Н60-845-0,9

Н60-845-0,8

1

291

5,32 (532)

3,82 (382)

3,29 (329)

2,75 (275)

6,75 (675)

4,42 (442)

3,94 (394)

3,49 (349)


300

5,03 (503)

3,62 (362)

3,11 (311)

2,6 (260)

6,39 (639)

4,17 (417)

3,72 (372)

3,29 (329)


400

2,82 (282)

1,65 (165)

1,41 (141)

1,19 (119)

3,58 (358)

1,91 (191)

1,77 (177)

1,55 (155)


600


0,77 (77)

0,41 (41)

0,36 (36)

0,3 (30)

0,98 (98)

0,49 (49)

0,44 (44)

0,4 (40)

2

291

6,08 (608)

4,56 (456)

3,98 (398)

3,37 (337)

7,86 (786)

4,44 (444)

3,81 (381)

3,23 (323)


300

5,74 (574)

4,4 (440)

3,76 (376)

3,18 (318)

7,43 (743)

4,19 (419)

3,6 (360)

3,05 (305)


400

3,22 (322)

2,47 (247)

2,11 (211)

1,78 (178)

4,17 (417)

2,35 (235)

2,02 (202)

1,71 (171)


600


1,44 (144)

1,06 (106)

0,91 (91)

0,76 (76)

1,86 (186)

1,05 (105)

0,9 (90)

0,76 (76)

3

291

6,5 (650)

4,73 (473)

4,06 (406)

3,41 (341)

8,35 (835)

4,76 (476)

4,07 (407)

3,45 (345)


300

6,11 (611)

4,44 (444)

3,82 (382)

3,2 (320)

7,85 (785)

4,46 (446)

3,83 (383)

3,24 (324)


400

3,44 (344)

2,51 (251)

2,16 (216)

1,81 (181)

4,43 (443)

2,51 (251)

2,15 (215)

1,82 (182)


600


1,53 [153]

0,8 [80]

0,69 [69]

0,59 [59]

1,97 [197]

0,98 [98]

0,85 [85]

0,77 [77]

4

291

6,29 (629)

4,79 (479)

4,12 (412)

3,45 (345)

8,15 (815)

4,6 (460)

3,94 (394)

3,35 (335)


300

5,91 (591)

4,5 (450)

3,87 (387)

3,24 (324)

7,66 (766)

4,33 (433)

3,71 (371)

3,15 (315)


400

3,32 [332]

2,53 [253]

2,17 [217]

1,82 [182]

4,28 [428]

2,42 [242]

2,07 [207]

1,76 [176]


600

1,47 (147)

0,85 [85]

0,74 [74]

0,62 [62]

1,9 [190]

1,06 (106)

0,92 (92)

0,78 [78]

    
    Примечания: 1. B значение несущей способности входит собственная масса настила. 2. В квадратных скобках даны значения для неразрезного настила длиной более 12 м (16; 18 и 24 м). Применение длинномерных настилов в каждом случае должно иметь технико-экономическое обоснование.
    
    
    6.2. При определении несущей способности настилов в каждой из схем рассмотрены четыре длины пролетов:
    
    - 291 см - расстояние между поясами структурного блока из прокатных профилей;
    
    - 300 см - наиболее употребительное расстояние между прогонами, а иногда и стропильными фермами, а также между элементами верхнего пояса в структурах из труб;
    
    - 400 см - расстояние между одноуголковыми фермами или между фермами из замкнутых гнутосварных профилей;
    
    - 600 см - расстояние между типовыми фермами из спаренных уголков в случае использования подвесного транспорта.
    
    6.3. Несущая способность настилов определяется:
    
    а) по прочности из условия достижения настилами напряжений, равных значению расчетного сопротивления для стали Ст3, т.е. 21 кПа (2100 кгс/м).
    
    Прочность настила проверяется по формуле
    

,                                                                 (6.1)

    
где - расчетное сопротивление материала по [1].
    
    При напряжениях, превышающих критические значения, момент сопротивления должен определяться с учетом расчетной ширины сжатых полок, равной для стальных настилов при = 2,1·10 МПа (2,1·10 кгс/см)
    

,                                         (6.2)

    
где - полная ширина плоского участка полки;

     - толщина настила.
    
    Взаимосвязанные переменные значения и определяются методом последовательного приближения.
    

.

    
    При определении постоянных значений для настилов отечественного сортамента по ГОСТ 240045-80* расчетная ширина плоских участков сжатых полок вычисляется приближенно по формуле
________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.     
    

;                                                                 (6.3)

    
    б) по деформативности. При этом предельным прогибом считается прогиб, равный пролета настила.
    
    Прогиб настила проверяется по формуле
    

,                                                               (6.4)

    
где - отношение допускаемого прогиба к пролету;
    
     - прогиб настила от нормативной нагрузки.
    
    Прогиб настила определяется, как и для балки, по известным формулам строительной механики, включающим момент инерции поперечного сечения.
    
    Если при нормативной нагрузке нормативные напряжения в сжатых полках настила превышают критические, то при расчете прогиба момент инерции сечения настила определяется с учетом ширины только рабочих частей этих полок.
    
    В связи с тем, что уровень максимальных напряжений в настиле от нормативной нагрузки значительно меньше, чем от расчетной, ширина рабочей части сжатых полок принимается большей, чем в расчете на прочность.
    
    При определении моментов инерции стандартных стальных профилированных настилов расчетная ширина плоских участков сжатых полок принимается равной . Если , то момент инерции настила определяется по геометрическим размерам его поперечного сечения;
    
    в) устойчивость продольно-сжатых полок настила проверяется по формуле
    

,                                            (6.5)

    
где - коэффициент, зависящий от условий закрепления продольных краев полки;
    
     - коэффициент, определяемый по главе 5 [1].
    
    Если неравенство не соблюдается, то полка теряет местную устойчивость и работает в закритической стадии, что учитывается в расчете заменой полной ширины полки шириной ее рабочей части .
    
    6.4. В рекомендациях по расчету металлических профилированных листов предлагается учитывать упругое защемление продольных краев сжатой полки и принимать =4,75,2 в зависимости от соотношения ее ширины и высоты гофра.
    
    6.5. Устойчивость плоских стенок гофров стального настила проверяется по формуле
    

                                  (6.6)

    
или с учетом только нормальных напряжений по формуле
    

,                                             (6.7)

    
где и - нормальное и местное критические напряжения;     


     - местное напряжение от реакции на опоре;
    
     и - расчетное и допустимое касательные напряжения.
    
    Рассмотрение данных табл.7 показывает, что изменение несущей способности настила при переходе от двух пролетов к трем или четырем несущественно, поэтому нет необходимости рассматривать настилы длиной более 12 м.
    
    Несущая способность настилов пролетом 4 м существенно ниже, чем настилов пролетом 3 м, а при пролете 6 м существующие настилы могут использоваться только в горячих цехах (даже в холодных неотапливаемых зданиях их применение не всегда возможно).
    
    Несущая способность настила характеризуется коэффициентом, равным отношению несущей способности настила к его массе.
    
    В табл.6 приведены соответствующие данные для однопролетной схемы и длины пролета 3 м.
    
    6.6. Пример расчета покрытия.
    
    Рассчитать покрытие из утепленных панелей, состоящих из защитного стального профилированного настила и утеплителя из пенополистирола слоем толщиной 5 см (средняя плотность =100 кг/м). Нагрузка от снегового покрова равна 1,0 кПа (100 кгс/м). В табл.8 приведены нагрузки на покрытие.
    
    

Таблица 8

    
Составляющие общей нагрузки на покрытие

    

Нагрузка

Нормативная нагрузка, кПа (кгс/м)

Коэффициент перегрузок

Расчетная нагрузка , кПа (кгс/м)

1. Два слоя рубероида на битумной мастике

0,12 (12)

1,2

0,14 (14,4)

2. Утеплитель из пенополистирола

0,05 (5)

1,2

0,06 (6,0)

3. Пароизоляция, один слой пергамина

0,04 (4)

1,2

0,048 (4,8)

4. Стальной профилированный настил

0,15 (15)

1,05

0,158 (15,8)

Итого...

0,36 (36)

-

0,41 (41,0)

5. Снег

1,0 (100)

1,6

1,6 (160,0)

Всего...

1,36 (136)

-

2,0 (201,0)

    
    
    Расчетный изгибающий момент при пролете =3 м от равномерно распределенной нагрузки
    

.

    
    Расчетный изгибающий момент в пролете от действия равномерно распределенной нагрузки и сосредоточенного груза =1,0 кН (100 кгс) в пролете (с учетом веса рабочего с инструментом)
    

.

    
    Требуемый момент сопротивления
    

см.

    
    На рис.28 приведена расчетная схема стального профилированного настила.
    
    


Рис.28. Расчетная схема стального профилированного настила

    
    
    Согласно табл.5 настоящих Рекомендаций назначается настил типа Н60-782-0,9 с =16,6 см; =60,4 см.
    
    Проверка настила на прогиб осуществляется по формуле предельных состояний второй группы при действии нормативной равномерно распределенной нагрузки
    

*

    ;
    
    ;
    

см;

         .   
__________________
    * Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.  

    
    Условие жесткости удовлетворяется.
    
    Ha рис.29 приведен эскиз стального профилированного настила.
    
    


Рис.29. Эскиз стального профилированного настила

    
    
7. УСИЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

    
7.1. Ремонт и усиление сварных соединений

    
    7.1.1. В соответствии с рекомендациями Центрального научно-исследовательского и проектного института строительных металлоконструкций (ЦНИИпроектстальконструкция) [5] сварные соединения необходимо усиливать при выявлении их недостаточной несущей способности, а также в следующих случаях:
    
    - при обнаружении в швах сварных соединений дефектов (табл.9), выходящих за пределы требований [2];
    
    - при обнаружении трещин всех видов и размеров как в металле шва, так и в металле сваренных элементов в пределах зоны термического влияния;
    
    - при наличии зазора между свариваемыми элементами (в соединениях с угловыми швами), превышающего установленный ГОСТ 5264-69* допуск;
________________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 5264-80. Здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
    
    - при уменьшении размеров сварных швов, заданных в рабочих чертежах.
    
    

Таблица 9

    
Характерные дефекты и повреждения сварных соединений и рекомендации по их устранению

    

Дефекты или повреждения

Характеристика конструкции и условия эксплуатации

Допускаемое отклонение

Рекомендации по устранению дефектов

Примечания

Описание

Эскиз

Температура наружного воздуха ,  °C

Группа конст-
рукции

Нормативное сопротивление, МПа (кгс/мм)








Предел
текучести

Временное сопро-
тивление




1. Трещины в швах или околошовной зоне всех видов и размеров



-65

1-6

205 (21)-
440 (45)

365 (37)-
590 (60)

Не допускаются (п.1.59 [2])

Подлежат устранению во всех случаях в соответствии с указаниями разд.7 настоящих Рекомендаций


2. Непровары по сечению швов в соединениях, доступных сварке с двух сторон



-65

1-6

205 (21)-
390 (40)

365 (37)-
510 (52)

, но не более 2 мм. Длина участка непровара должна быть не более 50 мм. Общая длина непроваренных участков допускается не более 200 мм на 1 м погонной длины шва. Расстояние между соседними непроваренными участками должно быть не менее 250 мм (п.1.56, а [2])

Подлежат удалению на длину дефектного места плюс по 15 мм с каждой стороны и завариваются вновь






440 (45)

590 (60)

Не допускаются



3. Непровары в корне шва в соединениях без подкладок, доступных сварке только с одной стороны



-65

1-6

205 (21)-
440 (45)

365 (37)-
510 (52)

, но не более 3 мм (п.1.56, б [2])







440 (45)

590 (60)

Не допускаются



4. Несплавления по кромкам, непровары в стыковых швах, а также непровары в швах на участках угловых и тавровых соединений, где проектом предусмотрено сквозное проплавление

-

-40-65

1-6

205 (21)-
440 (45)

367 (37)-
590 (60)

He допускаются (п.1.57 [2])

-

При > -40 °С допускаемые отклонения и рекомендации по устранению дефектов см. п.2 настоящей таблицы

5. Неполномер-
ность шва при ручной и полуавтоматической сварке:

а) углового

б) стыкового



-65

1-6

205 (21)-
440 (45)

367 (37)-
510 (52)

Допускаемые отклонения размеров сечения швов даны в ГОСТ 5264-69,
ГОСТ 8713-70*,
ГОСТ 14771-76 (п.1.41 [2])

Необходимость устранения дефекта выявляется поверочным расчетом с учетом фактических размеров шва. Рекомендации по усилению неполномерных швов приведены в разд.7 настоящих Рекомендаций

-





440 (45)

590 (60)

В соответствии с указаниями в чертежах КМ (п.1.41 [2])



________________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 8713-79. - Примечание изготовителя базы данных.


6. Подрезы основного металла



>-40

1-6

205 (21)-
440 (45)

365 (37)-
590 (60)

мм при

мм при
мм
(пп.1.51, в; 1.52 [2])

Подрезы основного металла глубиной более допускаемой завариваются тонким швом в соответствии с рекомендациями разд.7 настоящих Рекомендаций

-

7. Подрезы основного металла вдоль усилия и местные подрезы (до 25% длины шва) поперек направления усилия



-40-65







8. Подрезы поперек направления усилия






мм при
мм
мм при
мм
(пп.1.52; 1.51, в, [2])



9. Скопления шлаковых включений или пор (по группам
А и В ГОСТ 7512-69)


-65

1-6



- не более 10% толщины свариваемого металла, но не свыше 3 мм (п.1. 56, в [2])

Участки швов, где имеются шлаковые включения, газовые поры, наличие которых недопустимо или ограничено требованиями [2], удаляются на длину дефектного места плюс по 15 мм с каждой стороны и завариваются вновь. Рекомендации по технологии сварки изложены в разд.7 настоящих Рекомендаций




>-40







10. Отдельные шлаковые включения и поры (по группам А и В ГОСТ 7512-69)


-40-65

1; 2; 3-6 (только для рас-
тянутых элемен-
тов)



- не более 1 мм для стали толщиной до 25 мм и не более 0,04 при толщине более 25 мм в количестве не более 4 дефектов на участке шва длиной 400 мм. Расстояние между дефектами должно быть не менее 50 мм (п.1.57 [2])







3-6 (только для сжатых элемен-
тов)



- не более 2 мм в количестве не более 6 дефектов на участке шва длиной 400 мм или не более одной группы этих же дефектов на этой же длине. Расстояние между дефектами должно быть не менее 10 мм (пп.1.56; 1.57 [2])



11. Шлаковые включения или поры, расположенные цепочкой вдоль шва (по группе Б ГОСТ 7512-69)


-65


205 (21)-
440 (45)

365 (37)-
590 (60)

Суммарная длина 200 мм на 1 м погонной длины сварного шва (п.1.56, г [2])



12. Шлаковые включения или поры, образующие сплошную линию вдоль шва






Не допускаются (примечание к п.1.56 [23])



13. Скопления газовых пор и шлаковых включений (по группе В ГОСТ 7512-69) в отдельных участках шва


-65

1-6



Не более 5 шт. на 1 см площади шва при диаметре одного дефекта 1,5 мм (п.1.56, д [2])



14. Суммарное значение непровара шлаковых включений и пор, расположенных отдельно или цепочкой (по группам А и Б ГОСТ 7512-69):


-65

1-6

205 (21)-
440 (45)

365 (37)-
590 (60)



Рекомендации по устранению дефектов см. пп.9-13 настоящей таблицы

а) при двусторонней сварке






а) не более 10% толщины свариваемого металла, но не более 2 мм



б) при односторонней сварке без подкладок






б) 15% толщины свариваемого металла, но не более 3 мм (п.1.56,
е, СНиП III-18-75*)
    



________________

    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 23118-98. Здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.


15. Резкие переходы от основного к наплавленному металлу, наплывы, натеки, сужения, кратеры и прерывы швов



-65

1-6

205 (21)-
440 (45)

365 (37)-
590 (60)

Не допускаются  (п.1.51, а, б, г [2])

Все обнаруженные кратеры, прерывы и сужения швов должны завариваться с предварительной тщательной подготовкой (зачисткой) поверхности. Для сварных конструкций первой и второй группы резкие переходы от основного к наплавленному металлу должны быть сглажены

-

    
         
    7.1.2. Развитые трещины в сварных швах и околошовной зоне рекомендуется устранять в такой последовательности:
    
    - на расстоянии 40-50 мм от видимых концов трещины засверливаются отверстия диаметром 17-21 мм (при расположении трещин в околошовной зоне или в металле стыковых швов отверстия выполняются сквозными);
    
    - тщательно осмотрев отверстия, следует убедиться, что за границы отверстий трещина не распространяется, в противном случае в направлении развития трещины производится дополнительное засверливание;
    
    - пневматическим зубилом или резаком выполняется -образная или -образная "разделка" кромок трещины на полную глубину;
    
    - металл у концов трещин нагревается до температуры 150-200 °С (в целях раскрытия зазора в "разделке"), после чего трещины завариваются электродами Э42 (при сварке малоуглеродистой стали) и Э50А или Э55 (при сварке низколегированных сталей).
    
    В конструкциях, подвергающихся динамическому воздействию подвижных или вибрационных нагрузок, поверхность сварных швов зачищается заподлицо с поверхностью элемента.
    
    7.1.3. Неполномерность сварных швов рекомендуется устранять, соблюдая такую последовательность:
    
    - поверхность шва и околошовной зоны тщательно очищается от краски, грунтовки или продуктов коррозии;
    
    - в необходимых случаях сварной шов разгружается (см. п.7.1.26 настоящих Рекомендаций);
    
    - наплавка в пределах дефектного участка шва дополнительного металла выполняется слоями толщиной по 2 мм; на не полностью разгруженных соединениях сварку следует накладывать участками длиной 60-100 мм, давая возможность остыть каждому наложенному участку шва;
    
    - каждый последующий валик (слой) накладывается после остывания предыдущего до температуры ниже 100 °С и тщательной очистки ранее наплавленного металла от шлаковых включений.
    
    7.1.4. Подрезы, непровары, шлаковые включения, поры, сужения, кратеры и перегревы швов устраняются удалением (вырубкой) участков дефектных швов пневматическим зубилом или резаком, предназначенным для поверхностной кислородной или воздушно-дуговой резки; обработанный участок заваривается с использованием качественных электродов.
    
    7.1.5. Все обнаруженные кратеры, перерывы и сужения швов должны завариваться с предварительной тщательной подготовкой (зачисткой) поверхности.
    
    7.1.6. Участки швов с обнаруженными в них физическими методами диагностики скрытых дефектов сварных швов (непровары по сечению или в корне шва, шлаковые включения, газовые поры), наличие которых недопустимо или ограничено требованиями пп.1.56 и 1.57 [2], следует удалять вырубкой на длину дефектного места плюс по 15 мм с каждой стороны и заваривать вновь. При этом основные напряжения в металле бездефектных участков швов от действующих нагрузок на период ремонта не должны превышать расчетного сопротивления металла шва или границы сплавления.
    
    7.1.7. Усиление сварных соединений при недостаточных размерах сварных швов, а также при наличии повышенных зазоров между сваренными элементами может выполняться путем увеличения длины или толщины существующих швов.
    
    7.1.8. Усиление сварных соединений элементов увеличением длины швов следует применять во всех случаях, когда есть место для наложения новых швов.
    
    7.1.9. Усиление сварных соединений элементов увеличением толщины существующих швов, т.е. наплавкой дополнительного металла, рекомендуется применять при отсутствии места для наложения новых швов.
    
    7.1.10. В случае необходимости одновременного увеличения длины и толщины швов усиление соединений следует начинать с наложения дополнительных швов, т.е. увеличения длины последних.
    
    7.1.11. При невозможности выполнения усиления допускается введение дополнительных деталей (фасонок, накладок и пр.), позволяющих увеличить длину сварных швов.
    
    7.1.12. Во всех случаях после усиления сварных соединений размеры и форма сварных швов должны отвечать требованиям СНиП II-23-81.
    
    7.1.13. Категорически запрещается производить сварку растянутых элементов конструкций под нагрузкой швами, расположенными поперек элемента или в поперечном направлении по отношению к действующим усилиям в элементе.
    
    7.1.14. Стыковые швы, выполненные на всю толщину стыкуемых деталей, усилению не подлежат.
    
    7.1.15. Типы электродов, рекомендуемых для использования при усилении сварных соединений под нагрузкой с помощью ручной сварки, приведены в табл.10.
    
    

Таблица 10

    
Тип электродов, рекомендуемых для использования при усилении сварных соединений под нагрузкой

    

Группа конструкций в климатических районах

Марка стали

Тип электрода
(по ГОСТ 9467-75)

Вторая и третья группы - во всех районах, кроме
, , ,

18сп, 18пс, 18кп, 18Гс, 18Гпс, ВСт3сп, ВСт3пс, ВСт3кп, ВСт3Гпс, 20, ВстТпс

Э42, Э46



09Г2С, 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП, 10ХСНД

Э46, Э50



18Г2АФпс, 16Г2АФ, 15Г2СФ, 15Г2АФДпс, 14Г2АФ

Э50, Э60

Первая группа - во всех районах, вторая и третья группы - в районах , и

18сп, 18Гпс, 18гСП, ВСТ3сп, ВСт3Гпс, 20, ВстТпс, Вст3пс

Э42А, Э46А



09Г2С, 09Г2, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП, 10ХСНД

Э46А, Э50А



18Г2АФпс, 16Г2АФ, 15Г2АФДпс, 14Г2АФ

Э50А, Э60



12ГН2МФАЮ, 12Г2СМФ

Э70

    Примечание. Могут применяться стали более низкой прочности при условии их свариваемости.

    
    
    7.1.16. Усиление сварных швов следует производить рекомендуемыми электродами соответствующих типов и марок диаметром не более 4 мм при силе тока не более 220 А.
    
    7.1.17. При увеличении длины сварных швов рекомендуется выполнять шов за один проход катетом не более 6 мм.
    
    В случае необходимости выполнения швов толщиной более 6 мм сварка осуществляется в 2-3 слоя и более. При этом последующие слои накладываются после охлаждения предыдущего слоя до температуры не выше 100 °С.
    
    7.1.18. Увеличение толщины усиливаемых сварных швов следует выполнять путем послойной наплавки дополнительного металла. Толщина наплавляемого слоя за один проход должна составлять не более 2 мм.
    
    7.1.19. Для элементов из уголков наложение новых сварных швов следует начинать со стороны пера уголка от края фасонки в направлении следующих швов (рис.30).
    
    


Рис.30. Порядок наложения сварных швов и направления сварки:

а - увеличение длины швов; б - увеличение толщины швов; в - порядок наложения швов;
1-8 - последовательность наложения швов;

- ранее выполненные швы; ххххх - дополнительные усиливающие швы; - направление сварки

    
    
    7.1.20. Увеличение толщины усиливаемых сварных швов следует начинать с наплавки по перу уголка. Начало наплавки усиливающего слоя назначают в местах дефектов усиливаемого шва (подрезы, наплывы, кратеры и т.п.), при отсутствии дефектов наплавку можно начинать с любого удобного места (см. рис.30).
    
    7.1.21. После наложения усиливающего сварного шва по перу одного из парных уголков элементов решетчатых конструкций следует перейти к усилению шва второго парного уголка с обратной стороны той же фасонки или с противоположного конца элемента у второй фасонки. После усиления всех швов по перу уголков можно приступать к усилению швов по обушку уголков в той же последовательности (см. рис.30).
    
    7.1.22. В целях уменьшения значения сварочных деформаций при усилении сварных соединений изгибаемых элементов рекомендуется в первую очередь выполнять сварочные работы по усилению швов в растянутой зоне, а затем приступить к усилению швов в сжатой зоне.
    
    7.1.23. Усиление угловых сварных швов, воспринимающих продольные и поперечные силы, наплавкой дополнительных слоев для увеличения их толщины может выполняться под нагрузкой, при которой усилие на сварной усиливаемый шов не превышает меньшего из значений, определенных по следующим формулам:
    

;                                                (7.1)

    
,                                                       (7.2)

    
где - толщина углового сварного шва до усиления, принимаемая по данным измерений размеров швов в натуре;
    
     - расчетная длина сварного шва, равная его фактической длине в натуре за вычетом длины, равной 2;
    
     - длина подвижного участка усиливаемого сварного шва, выключающегося из работы в момент усиления вследствие перехода металла в пластическое состояние при разогреве до температуры 600 °С и выше, определяемая по п.7.1.24 настоящих Рекомендаций;
    
    , - расчетные сопротивления условному срезу металла существующего сварного шва и металла границы сплавления (сваренных элементов), принимаемые по данным технического заключения о качестве металла сварных швов и элементов усиливаемой (ремонтируемой) конструкции.
    
    7.1.24. Величина может определяться по графику (рис.31) в зависимости от суммарной толщины свариваемого металла и толщины углового шва до усиления. Для решетчатых конструкций за толщину свариваемого металла принимается суммарная толщина фасонки и толщина полки элемента (уголка, швеллера и т.д.).
    
    


Рис.31. Влияние температуры разогрева металла на длину и толщину участка сварного шва:

- толщина свариваемых элементов; - длина подвижного участка
усиливаемого шва (см. п.7.1.23 настоящих Рекомендаций)

    
    
    Примечание. Длина участка шва может быть определена также по рекомендациям [5].
    
    
    7.1.25. При усилении сварных швов путем наплавки новых слоев напряжения в усиливаемом элементе не должны на период усиления превышать 0,8, где - расчетное сопротивление растяжению, сжатию или изгибу стали, из которой изготовлен элемент, принимаемое по данным технического заключения о качестве металла.
    
    7.1.26. При усилении сварных швов путем их удлинения рекомендуется на период усиления максимально разгрузить усиливаемый шов. Во всех случаях на период усиления напряжения в металле существующего шва и в металле границы сплавления не должны превышать расчетных значений, установленных в зависимости от качества металла, т.е. условие разгрузки для сварных соединений с угловыми швами, работающих на срез, может быть выражено формулами:
    

;                                                       (7.3)

    
.                                                             (7.4)

    
    7.1.27. Длина и толщина усиливающих сварных швов, а также толщина наплавляемого слоя на усиливаемые швы определяется разностью расчетного усилия в сварном соединении от полной нагрузки после усиления и расчетной несущей способностью существующего соединения. При определении расчетного усилия, приходящегося на шов в сварном соединении, следует учитывать смещение его относительно центра тяжести сечения элемента.
    
    

7.2. Пример расчета усиления сварных швов
путем увеличения их длины и толщины

    
    Рассчитать усиление сварных швов сварного элемента, имеющего сечение в виде двух спаренных уголков размером 90x60x6 мм по ОСТ 10015-39.
    
    Расчет производится по [1].
    
    Дано: 1. Абсолютное значение продольной силы от фактических расчетных нагрузок на период усиления
    

.

    
    2. Абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок после усиления
    

.

    
    Расчетное сопротивление для сварных швов
    

;

    
.

    
    По перу =4 мм, по обушку =6 мм.
    
    Находится усилие, воспринимаемое швами одного уголка:
    
    - по перу ;
    

;

    
    - по обушку
    

,

    
где - абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок после усиления;
    
     - высота полки уголка.
    
    Определяются необходимые длины и толщины швов
    
    - по перу: = 4 мм = 0,4 см;
    

см;

    
    по формуле (120) [1] определяется
    
     см, что меньше максимально возможной длины шва, равной 18 см;
    
    окончательно принимается =15 см;
    
    по обушку =0,6 см;
    
    необходимая длина шва
    

см;

    
см.

    
    Усиление сварного шва выполняется увеличением толщины существующего шва.
    
    На рис.32 приведен эскиз усиления сварного шва.
    
    


Рис.32. Усиление сварного шва

    
    
    Определяется необходимая толщина шва:
    

см;

    
см.

    
    Усиление сварного шва выполняется увеличением толщины существующего шва путем наплавки дополнительного металла толщиной 2 мм.
    
    Окончательно принимается =0,8 см.
    
    При усилении шва под нагрузкой наплавкой дополнительного металла необходимо соблюдение следующих условий:
    

;

;

    
.

    
    Условие прочности не выполняется, поэтому перед усилением шва необходима разгрузка конструкции.
    
    

7.3. Ремонт и усиление заклепочных и болтовых соединений

    
    7.3.1. Усиление заклепочных соединений с помощью сварки не рекомендуется выполнять по ряду причин:
    
    - стали, из которых изготовлены клепаные конструкции, как правило, не обладают хорошей свариваемостью:
    
    - усилия между сварными швами и заклепками распределяются непропорционально их площади сечения (принято считать, что прочность заклепочного соединения может быть использована не более чем на две трети);
    
    - в результате исследований доказано, что сварные швы из-за их хрупкости разрушаются раньше, чем заклепки;
    
    - разрушение сварных швов может происходить внезапно, производя динамическое воздействие на оставшиеся заклепки;
    
    - ведение сварки вблизи заклепок заметно ухудшает их работу в результате нагревания.
    
    7.3.2. Усиление заклепочных соединений посредством установки дополнительных заклепок и замены существующих, имеющих дефекты, в практике усиления и ремонта конструкций применяется крайне редко. Установка или замена отдельных заклепок приводит к ослаблению соседних заклепок, что вызывает нередко необходимость замены большинства существующих заклепок в соединении. Кроме того, подобные операции крайне нетехнологичны и трудоемки.
    
    7.3.3. Наиболее эффективным способом усиления заклепочных соединений под нагрузкой является установка высокопрочных болтов с предварительным напряжением. Применение высокопрочных болтов при усилении клепаных конструкций имеет ряд существенных преимуществ:
    
    - болты устанавливаются в холодном состоянии без нагрева стержня, что (по сравнению с горячей клепкой) значительно упрощает производство работ по усилению;
    
    - монолитность соединения, отсутствие взаимного сдвига деталей в пакете и высокая надежность при дальнейшей эксплуатации конструкции;
    
    - поскольку усилия в соединении воспринимаются силами трения, а не стержнем болта, ослабление деталей отверстиями может в расчете не учитываться.
    
    7.3.4. Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним предварительно-напряженным высокопрочным болтом, т.е. его несущая способность, определяется по формуле
    

,                                                    (7.5)

    
где - временное сопротивление разрыву стальных высокопрочных болтов после термической обработки в готовом изделии (болте), определяемое по п.3.7 [1];
    
     - площадь сечения болта нетто, определяемая по табл.62 [1];
    
     - коэффициент условий работы соединения, определяемый по п.11.13 [1].
    
    Несущая способность одного высокопрочного предварительно-напряженного болта должна быть не менее чем на 30% больше расчетного усилия, приходящегося на заменяемую заклепку, т.е.
    

,                                                          (7.6)

    
где - несущая способность одной заклепки, определяемая соответствующим расчетом.
    
    Заданное предварительное натяжение болта обеспечивается при затягивании гайки определенным крутящим моментом, который рассчитывается по формуле
    

,                                               (7.7)

    
где - осевое усилие натяжения высокопрочного болта, определяемое по формуле 8.1 [1];

     - наружный диаметр стержня болта.
    
    7.3.5. Установка высокопрочных болтов производится специальными гаечными ключами или гайковертами, имеющими устройства для измерения крутящих моментов. Допускаемое отклонение фактического натяжения болтов от проектного должно быть не более 5-20%.
    
    7.3.6. Рабочие, осуществляющие установку высокопрочных болтов, должны проходить специальное обучение и иметь удостоверение о допуске к работам по выполнению соединений на высокопрочных болтах.
    
    7.3.7. Ключи и гайковерты, которыми производится натяжение болтов, должны перед началом работ и в середине смены подвергаться контрольной тарировке на заданный крутящий момент.
    
    7.3.8. При замене отдельных дефектных заклепок высокопрочными болтами допускается натяжение последних производить без контроля крутящего момента.
    
    В этом случае после закручивания гайки до отказа накидным ключом длиной до 50 см производится доворачивание гайки на заданный угол поворота с использованием удлиненных ключей или гайковертов. Требуемый угол доворачивания гаек приведен в табл.11.
    
    

Таблица 11

    
Угол доворачивания гаек при стягивании пакета

    

Число элементов в стягиваемом пакете

Требуемый угол доворачивания гайки (град) для болтов



M18 и М22

М24 и М27

2-3

180

120

4-6

270

210

7-8

360

300

    Примечание. Контроль угла доворачивания рекомендуется производить по разбивочным рискам, которые наносятся на шайбу и гайку после закручивания последней до отказа накидным ключом нормальной длины.

    
    
    7.3.9. Болты следует натягивать в строгой последовательности - от середины узла или стыка к краям.
    
    7.3.10. Нельзя создавать смешанные клепано-болтовые соединения, в которых болты расположены только по одну сторону от продольной оси симметрии элемента. В таких случаях замене подлежат все заклепки поперечного ряда, расположенные симметрично относительно продольной оси симметрии элемента.
    
    При частичной замене заклепок в целях повышения выносливости соединений следует производить замену заклепок высокопрочными болтами в двух-трех поперечных рядах от края фасонки.
    
    Под головки и гайки высокопрочных болтов должны быть поставлены термически обработанные шайбы - по одной шайбе под каждую головку и гайку.
    
    7.3.11. Диаметр шайб в высокопрочных болтах принимается на один калибр большим, чем в обычных болтах, т.е. для болтов M18 принимаются шайбы, как для болтов М20, и т.д.
    
    7.3.12. Все болты, шайбы и контактные поверхности под шайбами элементов металлоконструкций должны быть до установки болтов тщательно очищены от краски, грязи, продуктов коррозии и консервирующей смазки. Перед натяжением болта резьба гайки смазывается минеральным маслом.
    
    7.3.13. Гайки, затянутые до расчетного крутящего момента, дополнительного крепежа не требуют.
    
    7.3.14. Выполнение соединений на высокопрочных болтах при усилении клепаных или болтовых соединений должно обязательно регистрироваться в журнале производства работ. В процессе дальнейшей эксплуатации следует вести систематическое наблюдение за узлами и стыками на высокопрочных болтах, проверяя их остукиванием контрольным молотком массой 0,4-0,5 кг и контролируя натяжение гаек динамометрическими ключами. Плотность стяжки пакета следует проверять "непроходным" щупом толщиной 0,3 мм.
    
    7.3.15. Высокопрочные болты, гайки и шайбы, на которых в процессе их установки или последующей эксплуатации обнаружены трещины, должны быть безотлагательно заменены.
    
    7.3.16. При замене дефектных заклепок высокопрочными предварительно-напряженными болтами рекомендуется избегать необходимости рассверловки существующих отверстий путем подбора болтов соответствующего диаметра и их последующего расчета. В этом случае диаметр расчищенного отверстия должен быть на 2-3 мм больше диаметра устанавливаемого болта. При необходимости установки болтов больших диаметров разрешается рассверловка отверстий на следующий калибр. Количество рассверливаемых отверстий не ограничивается, если шаг заклепок (расстояние между рядами) и ширина обрезов соединяемых элементов после рассверливания будут соответствовать [1]. В противном случае допустимо рассверливать не более 50% отверстий. Количество рассверливаемых отверстий не ограничивается.
    
    Заварку отверстий с последующей рассверловкой во всех случаях производить не рекомендуется.
    
    7.3.17. Общие технические требования, предъявляемые к высокопрочным болтам, гайкам и шайбам, даны в ГОСТ 22356-77.
    
    Конструкция и размеры высокопрочных болтов, гаек и шайб регламентированы соответственно ГОСТ 22353-77, ГОСТ 22354-77 и ГОСТ 22355-77.
    
    7.3.18. При ремонте и усилении конструкций как исключение можно допускать совместное крепление элемента в узле высокопрочными болтами и сварными швами (при хорошей свариваемости металла), предполагая, что деформативность болтов и швов одинакова. В этом случае валиковые швы следует накладывать после установки и  натяжения высокопрочных болтов. После сварки, выполняемой в соответствии с настоящими Рекомендациями, необходимо произвести контрольную проверку натяжения всех высокопрочных болтов.
    
    7.3.19. Отсутствующие, ослабленные, дрожащие или перемещающиеся под ударами контрольного молотка заклепки необходимо заменять болтами повышенной точности. Расчет соединений, усиленных вновь поставленными болтами повышенной точности, производится при условии, что несущая способность вновь поставленных болтов должна быть на 30% больше расчетных усилий, приходящихся на заменяемые заклепки.
    
    7.3.20. Отсутствующие постоянные болты в болтовых соединениях заменяются аналогичными, ослабленные болты следует в процессе эксплуатации или ремонта затянуть с последующей установкой контргаек или "забивкой" резьбы.
    
    7.3.21. Обнаруженные дефекты и повреждения заклепочных и болтовых соединений следует ликвидировать согласно рекомендациям разд.7 и табл.12 настоящих Рекомендаций.
    
    

Таблица 12

    
Характерные дефекты и повреждения заклепочных соединений и рекомендации по их устранению

    

Дефекты или повреждения

Допускаемые отклонения

Рекомендации по устранению дефектов и повреждений

1. Отсутствие заклепки или ее головки

Не допускается

Следует установить новые заклепки или болты в соответствии с разд.7 настоящих Рекомендаций

2. Дрожание или перемещение головки заклепки под ударами контрольного молотка массой 0,3-0,4 кг

Не допускается

Дефектные заклепки подлежат замене на новые заклепки или болты в соответствии с положениями разд.7 настоящих Рекомендаций

3. Неплотность склепываемого пакета (п.1.27 СНиП III-18-75)

Щуп толщиной 0,3 мм не должен проходить вглубь между склепываемыми деталями более чем на 20 мм

Неплотности склепываемого пакета рекомендуется инъецировать полимерными композициями или другими материалами, препятствующими развитию коррозии

4. Трещиноватость или рябина головки заклепки

Не допускается

При капитальном ремонте производственного здания рекомендуется производить замену всех дефектных заклепок на новые заклепки или высокопрочные болты или болты повышенной точности (см. разд.7 настоящих Рекомендаций); при текущих ремонтах допускается не производить замену при условии обеспечения постоянного контроля за состоянием соединений с дефектными заклепками и безотлагательной замены их в случае обнаружения дрожания или перемещения под ударами контрольного молотка массой 300-400 г

5. Зарубка поверхности металла пакета обжимкой

Не допускается


6. Зарубка головки заклепки

2,0 мм ( - глубина зарубки)


7. Смещение головки с оси стержня заклепки

( - смещение заклепки, - диаметр заклепки)


8. Неплотное прилегание головки заклепки к склепываемому пакету

Щуп толщиной 0,2 мм не должен проходить вглубь под головку более чем на 3 мм


9. Маломерная и неоформленная головка заклепки

; в каждую сторону по диаметру головки или на всю головку ( и - см. п.7; - высота головки заклепки)


10. Венчик вокруг головки заклепки

3,0 мм; 1,53,0 мм ( и - см. пп.7 и 9)


11. Косина заклепки

, но не более 3,0 мм ( - см. п.7, - общая толщина склепываемого пакета)


12. Неплотное заполнение потайной заклепки по диаметру головки

( и - см. п.7)


13. Избыток или недостаток потайной головки заклепки

( и - см. п.7)
    


    
    
8. АНТИКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕМЕНТОВ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИХ УСИЛЕНИИ

    
8.1. Комплекс мероприятий по защите стальных конструкций от коррозии

    
    8.1.1. Своевременная защита стальных конструкций от коррозии в процессе эксплуатации - одно из главных условий долговечности и надежности сооружений.
    
    Успешное решение этой проблемы должно базироваться на комплексе мероприятий, основными из которых являются:
    
    - снижение агрессивности эксплуатационной среды (общестанционной и внутрицеховой атмосферы);
    
    - выбор рациональной конструктивной формы и коррозионностойкого материала элементов - низколегированных сталей и легких сплавов;
    
    - выбор оптимальных типов защитных покрытий, определение способа и средств их нанесения.
    
    Для предохранения металлических конструкций от преждевременного коррозионного износа от воздействия атмосферных вод, производственной жидкости, газов, паров, угольной и другой пыли необходимо:
    
    - содержать в исправном состоянии влагоизолирующие слои ограждающих конструкций (стен, покрытий и т.п.) и устройства для отвода атмосферных и талых вод;
    
    - обеспечить заданный режим аэрации помещений;
    
    - максимально возможно герметизировать технологическое оборудование и аппаратуру, соединение технологических трубопроводов, трубопроводов внутренних сетей водоснабжения, канализации. Течи и выбросы из оборудования, аппаратуры трубопроводов устранять немедленно;
    
    - содержать в исправном состоянии вентиляцию и механизмы открывания светоаэрационных фонарей.
    
    8.1.2. Оценка состояния противокоррозионной защиты производится в соответствии с [24]. При оценке состояния защиты отмечаются причины коррозионного износа по площади поверхности элемента (в процентах от общей площади) и по толщине (мм) элемента (табл.13).
    
    

Таблица 13

    

Допускаемые отклонения коррозионных повреждений металлических конструкций

    

Наименование дефекта или повреждения

Эскиз

Допускаемый размер

Рекомендации
по устранению дефектов




при приемке работ

в эксплуатации



Поверхностная коррозия:




Необходимость компенсации коррозионных повреждений определяется поверочным расчетом на прочность, при этом в расчет следует вводить фактическую толщину сечения элементов с учетом максимальных коррозионных повреждений

А. Общая:


Не допускается

-


а) равномерная





б) неравномерная


Не допускается

-


Б. Местная (пятнами)



Не допускается

-


В. Глубинная:




При наличии глубинной коррозии сверх указанных пределов необходимо специальное обследование конструкций с привлечением компетентных организаций

а) точечная


Не допускается

<0,1 мм;
<0,5 мм


б) язвами



Не допускается

<0,5 мм,
<2 мм



в) сквозная



Не допускается

-

-

Г. Структурная:





а) структурно-
избирательная


Не допускается

Не допускается

-

б) межкристаллит-
ная


Не допускается

Не допускается

-

Д. Поверхностная



Не допускается

Не допускается

-

Е. Щелевая коррозия



Не допускается

<2 мм

-

Ж. Дефекты лакокрасочных покрытий:





а) наплывы,
подтеки, сорности

-

Не допускаются

-

-

б) сквозные поры, морщины, складки, ряби, трещины

-

Не допускаются

-

-

в) отслаивания, вспучивания

-

Не допускаются

-

-

г) разрушения и выветривание пленки краски до просвечивания слоя грунта

-

Не допускаются

-

Необходимость устранения дефекта определяется визуально по восьмибалльной шкале ГОСТ 6992-68. Фактическая толщина пленочного защитного покрытия измеряется с помощью прибора ИТП-1

д) местные вспучивания и отслаивание краски, появление в ней трещин (до поверхности металла)

-

Не допускаются

-

-

е) развитие под пленкой краски очагов коррозии (вздутий, заполненных ржавчиной) и появление ржавчины на поверхности

-

Не допускается

-

-

    
    
    8.1.3. В случае обнаружения дефектов и повреждений противокоррозионных покрытий на 10% поверхности элементов составляется акт о необходимости ремонтных работ на данном участке.
    
    8.1.4. Нанесение системы противокоррозионной защиты на конструкции должно производиться через 12 ч после подготовки поверхности в помещениях и через 3 ч - на открытом воздухе при благоприятных условиях.
    
    8.1.5. Противокоррозионные работы следует производить при температуре окружающего воздуха и конструкций не ниже +5 °С; проведение этих работ при отрицательной температуре допускается с применением материалов и методов производства работ, обеспечивающих надлежащее качество противокоррозионной защиты.
    
    8.1.6. Для оценки коррозионных повреждений металла выявляются их количественная и качественная характеристики.
    
    К качественным показателям коррозионных повреждений относятся характер и область распространения (сплошная, местная, равномерная, неравномерная, язвенная и т.д. - см. табл.13), плотность, структура, цвет и химический состав продуктов коррозии. Для определения химического состава продуктов коррозии отбираются их пробы, остальные качественные характеристики определяются визуально.
    
    К количественным показателям коррозионных поражений относятся их площадь, глубина коррозионных язв, потеря сечения элемента, скорость коррозии. Глубина коррозионных язв измеряется с точностью до 0,001 мм после очистки элементов от загрязнений и продуктов коррозии до металлического блеска.
    
    8.1.7. Для измерения степени коррозионных повреждений элементы конструкций предварительно очищаются от пыли и продуктов коррозии. Толщина элементов измеряется не менее чем в трех сечениях. В каждом сечении измерение производится в трех точках. Толщина элементов, подверженных общей коррозии, определяется с помощью штангенциркуля или микрометра. Для измерения глубины язвенных поражений используются универсальные скобы МИСИ или прибор Томашова.
    
    

8.2. Выбор материалов для защиты

    
    8.2.1. Выбор материалов, конструктивной формы элементов и защитных покрытий металлических конструкций производственных зданий  производить в соответствии с требованиями [3] и [22].
    
    8.2.2. Агрессивность окружающей среды служит критерием, в зависимости от которого следует назначать материал конструкций, определять конструктивную форму элементов и выбирать оптимальные виды защитных покрытий.
    
    Большая скорость коррозии отмечается там, где высокая и переменная влажность воздуха (это самая тяжелая среда для эксплуатации стальных конструкций).
    
    8.2.3. Стоимость конструкции во многом зависит от материала, из которого она изготовлена. Коррозионная стойкость сталей возрастает при введении в сплав незначительных количеств легирующих элементов.
    
    Под действием термической обработки в некоторых средах также повышается коррозионная стойкость среднеуглеродистых и низколегированных сталей. Потери от коррозии последних несколько меньше.
    
    Необходимо соблюдать требования [3] по предотвращению коррозии при контакте с разнородными материалами конструкций в средах с агрессивным воздействием.
    
    8.2.4. На уменьшение интенсивности коррозионных процессов в элементах конструкций большое влияние оказывают конструктивные мероприятия. Концентрация материала в элементах сооружения позволяет не только экономить металл, но и увеличить срок службы конструкций. Принцип концентрации основан на необходимости придавать сечениям элементов сооружения при прочих равных условиях возможно меньшую поверхность.
    
    8.2.5. В уменьшении скорости коррозии элементов существенную роль играет конструктивная форма сечения. Наиболее устойчивые к коррозии формы сечения - круглые и замкнутые профили.
    
    8.2.6. Способы защиты от коррозии конструкций в зависимости от назначения последних приведены в табл.40 [3].
    
    8.2.7. Защитные покрытия должны иметь хорошую адгезию к защищаемой поверхности, быть непроницаемыми к средам, окружающим защищаемые элементы, и обладать стойкостью и долговечностью в эксплуатационных условиях.
    
    8.2.8. По виду материалов защитные покрытия для строительных металлоконструкций могут быть классифицированы как лакокрасочные, металлические и комбинированные (металлизационно-лакокрасочные). Лакокрасочные покрытия в зависимости от вида пигмента обеспечивают барьерную комбинированную или протекторную (электрохимическую) защиту стали.
    

    Цинковые защитные покрытия стальных конструкций обеспечивают как протекторную, так и барьерную защиту от коррозии.
    
    8.2.9. Толщину металлизированного подслоя и лакокрасочного слоя можно легко регулировать, поэтому комбинированные покрытия рекомендуются для сред с повышенной степенью агрессивного воздействия.
    
    Преимущество металлизационно-лакокрасочного покрытия в том, что повышается адгезия и долговечность защищаемых конструкций.
    
    8.2.10. Места вынужденных вскрытий защитных покрытий должны быть заделаны покрытиями того же вида.
    
    Рулонные и листовые покрытия должны быть при этом усилены дополнительным слоем, перекрывающим места покрытия не менее чем на 100 мм.
    
    

8.3. Подготовка поверхности

    
    8.3.1. Подготовка поверхности под покрытие является одной из наиболее ответственных операций при производстве окрасочных работ и должна выполняться под тщательным контролем.
    
    Перед нанесением грунтовки состояние поверхности должно проверяться ответственным лицом и отмечаться в акте скрытых работ.
    
    8.3.2. Очистка поверхности металлоконструкций от ржавчины, окалины и загрязнений должна быть произведена в основном механическими способами после предварительного удаления жировых загрязнений растворителем - бензином, уайт-спиритом.
    
    8.3.3. Выбор механического способа очистки поверхности и соответствующего оборудования и инструмента осуществляется по табл.45 [7] с учетом следующих факторов;
    
    - типа поверхности и требуемого качества обработки;
    
    - наличия и вида продуктов коррозии, степени загрязненности и коррозионного поражения очищаемой поверхности;
    
    - размеров и конфигурации обрабатываемой поверхности;
    
    - объемов и сроков выполнения работ;
    
    - максимального ограничения применения ручного труда;
    
    - условия производства работ и техники безопасности.
    
    8.3.4. Применяются следующие основные методы подготовки поверхности конструкций, покрытой продуктами коррозии (окалиной или ржавчиной), независимо от степени окисленности и зажиренности поверхности по [23]:
    
    а) очистка ручными щетками и скребками. Допускается для конструкций, предназначенных для эксплуатации в неагрессивных средах;
    
    б) химическая очистка стальных конструкций от ржавчины. Производится специальными травильными пастами, которые наносятся с помощью пастопульта или шпателем (слоем 3-5 мм) в зависимости от толщины слоя ржавчины. Время выдержки 6-12 ч. Затем обработанные пастой поверхности тщательно промываются водой (под напором) или кистями, поверхность нейтрализуется 3-процентным раствором кальцинированной соды или тринатрийфосфата. Перед нанесением защитных покрытий поверхность должна быть высушена. Марки травильных паст представлены в табл.28 [8]. Фосфатирующие пасты наносятся на поверхность кистью и выдерживаются в течение 30 мин. Затем пасты должны тщательно смываться горячей водой, а поверхность обрабатываться пассивирующим раствором хромпика (0,3%);
    
    в) термический способ очистки поверхностей стальных конструкций. Следует применять в тех случаях, когда требуется удалить с поверхности окалину, слоистую ржавчину, старую краску и различные загрязнения. Сущность термической очистки заключается в быстром интенсивном нагреве очищаемой поверхности, предупреждающем отвод тепла внутрь металла за счет теплопроводности, при котором окалина растрескивается и отслаивается от поверхности металла вследствие разности их теплоемкостей и коэффициентов линейного и объемного расширения; ржавчина обезвоживается в результате удаления из нее химически связанной влаги и превращается в мелкий черный порошок, а краска сгорает. Оставшиеся рыхлая окалина и ржавчина легко удаляются проволочными щетками или скребками.
    
    Термическая очистка ведется посредством газопламенных горелок, работающих на кислородно-ацетиленовой или кислородно-пропанбутановой смеси.
    
    Термической очистке обычно подвергаются конструкции толщиной не менее 5-6 мм во избежание перегрева и коробления конструкции толщиной меньше 5 мм, они очищаются с помощью специальных приспособлений или с сопутствующим охлаждением;
    
    г) очистка поверхностей с помощью механизированного инструмента: электрических и пневматических шлифовальных машин, молотков, иглофрез. Производятся преимущественно при малых объемах работ или при обработке труднодоступных участков поверхностей.
    
    Марка механизированного инструмента подбирается по табл.31 [8];
    
    д) механическая очистка:
    
    - песко-дробеструйный способ применяется в тех случаях, когда требуется очищать поверхность от ржавчины, окалины, старой краски. Этим способом очищаются поверхности любой конфигурации и размеров. Сущность этого процесса состоит в том, что струя песка, взвешенного в сжатом воздухе при давлении 0,4-0,6 МПа (4-6 кгс/см), направляется с большой скоростью через специальное сопло на обрабатываемую поверхность и очищает ее. При пескодробеструйной обработке применяются следующие виды абразивного материала: кварцевый песок, металлический песок, металлическая дробь. Очистка с применением металлического песка наиболее эффективна;
    
    - гидропескоструйная очистка применяется для обработки поверхности конструкции любой площади и конфигурации с целью очистки их от загрязнений и продуктов коррозии при невозможности применения пескодробеструйной обработки. Сущность способа заключается в том, что кварцевый песок, поступающий в сопло под давлением из пескоструйного аппарата, увлажняется водой. В воду следует вводить ингибиторы коррозии (1% по массе кальцинированной соды);
    
    - гидропароструйная и гидроструйная обработки применяются для удаления с поверхностей масла, нефти, пыли, загрязнений. Сущность гидропароструйной очистки поверхности заключается в том, что струя, содержащая кипящую жидкость (щелочной раствор) и пар, подается на обрабатываемую поверхность под давлением. Эффективность способов обработки поверхности повышается при применении водных составов, содержащих химические добавки, способствующие быстрому разрушению налетов и загрязнений на обрабатываемой поверхности.
    
    Для очистки поверхностей от трудноудалимых покрытий применяются смывки типа СД специальная (время действия 3 мин), СД обыкновенная (время действия 30 мин), АФТ-1 (время действия 20 мин).
    
    Для удаления эпоксидных, синтетических и других стойких покрытий применяются смывки СА-2, СА-3, СА-4, СП-1, СП-2, СП-3, СП-6, СП-7. Смывки наносятся краскораспылителем, кистью или тампоном. Когда покрытие размягчается, набухает или вспучивается, оно удаляется шпателем или металлической щеткой (из металла, исключающего искрообразование). Для удаления старых масляных красок используются щелочные растворы, которые наносятся ватным тампоном.
    
    8.3.5. Контроль за качеством подготовки поверхности производится сравнением подготовленной поверхности с образцами-эталонами. Качество подготовки поверхности должно соответствовать 4-6-му классу по ГОСТ 9032-74, шероховатость поверхности перед нанесением лакокрасочных покрытий должна составлять 1-10 мк.
    
    Полное удаление продуктов коррозии почти в пять раз увеличивает срок службы лакокрасочных покрытий.
    
    

8.4. Защитные покрытия

    
    По виду материалов защитные покрытия для металлических конструкций могут быть классифицированы как лакокрасочные, металлические, комбинированные.
    

8.4.1. Лакокрасочные покрытия

    
    Защита лакокрасочными материалами требует наибольших затрат в силу необходимости частого восстановления покрытия. Тем не менее эти покрытия применяются наиболее широко, в первую очередь благодаря низким первоначальным затратам.
    
    Лакокрасочное покрытие состоит из грунтовки и покрывных слоев. Состав грунтовки определяется материалом защищаемой поверхности (сталь, оцинкованная сталь, алюминиевые сплавы) и качеством подготовки поверхности с учетом степени агрессивного воздействия среды.
    
    Покрывные слои обеспечивают барьерную защиту и непроницаемость всей системы покрытия для внешней среды. При выборе грунтовок и покрывных слоев должна быть предусмотрена адгезия между покрывными материалами и данной грунтовкой.
    
    Лакокрасочные покрытия наносятся пневматическим или безвоздушным распылением, струйным обливом, окунанием, кистью. Преимущества и недостатки каждого метода подробно описаны в [7].
    
    При выборе материалов лакокрасочных покрытий должны учитываться: качество подготовки поверхности конструкций для покрытия лакокрасочным материалом, способность к адгезии грунтовок к металлу или к защитным покрытиям, совместимость грунтовок и эмалей, составляющих систему покрытий (см. приложение 10 табл.48 [3]).
    

8.4.2. Металлизационные покрытия

    
    Преимущества таких покрытий следующие:
    
    - можно получать практически любую заданную толщину покрытия, поэтому особенно целесообразно применять металлизационное покрытие как подслой под лакокрасочное покрытие для конструкций, эксплуатируемых в средне- или сильноагрессивных средах;
    
    - покрытия можно наносить до и после монтажа на конструкции любых габаритов;
    
    - легко получать металлизационное покрытие заданного состава.
    
    Процесс металлизации заключается в распылении расплавленного металла по очищенной от окислов поверхности проката или конструкций.
    
    Нанесение металлизационных покрытий производится посредством специальной аппаратуры, которая по способу плавления металла делится на газопламенную и газоэлектрическую.
    
    Широкое развитие получил метод металлизации с использованием в качестве напыляемого металла алюминиевой проволоки АД-1 с последующим уплотнением, полученного покрытия путем пропитки его двумя-тремя слоями химических лаков или эмалей. Нанесение металла производится в основном электродуговым способом с использованием переносных металлизационных аппаратов ЭМ-10 и ЭМ-14. Кроме алюминия в качестве напыляемого металла используются цинк, нержавеющие стали различных марок.
    
    Развитие металлизационных работ сдерживается из-за недостатка металлизационного сварочного компрессорного оборудования и материалов.
    

8.4.3. Комбинированные покрытия

    
    В целях увеличения срока службы покрытий для металлоконструкций применяются комбинированные покрытия, первым слоем здесь являются покрытия из цинка или алюминия, которые в качестве анодных металлов по отношению к стали защищают ее электрохимически.
    
    Характерной особенностью комбинированного покрытия является наличие в нем молекулярного контакта между катодным покрытием и основой, а также высокая адгезия полимерного материала с металлизационным слоем вследствие его пористости.
    
    Пропитка металлизационного слоя лакокрасочным материалом производится по возможности сразу после металлизации без какой-либо подготовки поверхности. В случае загрязнения металлизационного покрытия нанесению лакокрасочного материала должно предшествовать удаление загрязнений протиркой ветошью, смоченной бензином или уайт-спиритом.
    
    Пропитка металлизационного покрытия лакокрасочным материалом производится пневматическим распылением.
    
    

8.5. Метод окраски по неочищенной поверхности

    
    8.5.1. Сущность этого метода заключается в том, что продукты коррозии составом из азотной кислоты и желтой кровяной соли переводятся в пигмент - берлинскую лазурь. Непрореагировавшая кислота и продукты реакции связываются фуриловым лаком, для которого кислота является отвердителем.
    
    8.5.2. Этот метод допускается при незначительной толщине слоя ржавчины (до 150 мк), когда не могут быть применены механический и химический способы очистки поверхности.
    
    8.5.3. Перед нанесением преобразователей ржавчины с обрабатываемой поверхности должны быть удалены рыхлые продукты коррозии, жировые загрязнения и пыль.
    
    8.5.4. Имеются следующие основные виды преобразователей ржавчины: на основе фосфатов цинка, дубового экстракта и этилсиликата.
    
    Разработана новая грунтовка - преобразователь ржавчины, представляющая собой водную систему нескольких компонентов, которые смешиваются вручную или в мешалке при частоте вращения 60-100 об/мин. Процесс изготовления занимает 7-10 мин. Эта грунтовка не горит, почти не имеет запаха.
    
    При нанесении такой грунтовки на поверхность металла, покрытую ржавчиной, происходит химическая реакция, при которой продукты коррозии превращаются в солеобразные вещества. В результате образуется пленка, обладающая высокими защитными свойствами.
    
    Грунтовку можно наносить на металл, очищенный лишь от пластовой или рыхлой ржавчины (щетками, влажной тряпкой или струей воды). Особенно эффективна обработка поверхности водой, содержащей 0,5-1% поверхностно-активного вещества ОП-7. Высушивать металл перед нанесением грунтовки не нужно, так как она хорошо прилипает к влажной поверхности.
    
    Если ржавчина плотная (толщиной более 0,2 мм), то полного преобразования ее не происходит, но и в этом случае грунтовка защищает металл от коррозии.
    
    

Приложение 1

    
БАЛКИ ДВУТАВРОВЫЕ ПО ОСТ 16 (РЕДАКЦИЯ 1926 г.*, ВЫПИСКА)

         

    
    

N
про-
филя

Вес 1 пог. м, кг

Размер, мм

Пло-
щадь сече-
ния
, см

Ось

Ось

N про-
филя






см

см

см

см

см

см


10

8,659

100

57,0

4,5

6,3

4,5

2,7

11,03

180,4

36,1

4,05

16,1

5,65

1,21

10

12

11,257

120

63,4

5,1

7,1

5,1

3,1

14,34

334,4

55,7

4,83

25,2

7,95

1,33

12

14

14,193

140

69,8

5,7

7,9

5,7

3,4

18,08

569,0

81,3

5,61

37,7

10,80

1,44

14

16

17,474

160

76,2

6,3

8,8

6,3

3,8

22,26

909,0

113,6

6,39

54,3

14,26

1,56

16

18

21,093

180

82,6

6,9

9,6

6,9

4,1

26,87

1381,0

153,4

7,17

75,9

18,40

1,68

18

20

25,049

200

89,0

7,5

10,4

7,5

4,5

31,91

2014,0

201,4

7,94

108,4

23,24

1,80

20

22

29,243

220

95,4

8,1

11,3

8,1

4,9

37,38

2843,0

252,5

8,72

137,5

28,83

1,92

22

24

33,983

240

101,8

8,7

12,1

8,7

5,2

43,29

3903,0

325,0

9,49

180,0

35,36

2,04

24

26

38,960

260

108,2

9,3

13,0

9,3

5,6

49,63

5234,0

403,0

10,25

231,0

42,75

2,16

26

28

44,274

280

114,6

9,9

13,9

9,9

5,9

56,40

6878,0

491,0

11,05

293,0

51,10

2,27

28

30

49,934

300

121,0

10,5

14,7

10,5

6,3

63,61

8881,0

592,0

11,80

366,0

60,50

2,40

30

32

55,931

320

127,4

11,1

15,5

11,1

6,7

71,25

11292,0

706,0

12,58

452,0

70,90

2,52

32

36

68,939

360

140,2

12,3

17,2

12,3

7,4

87,82

17544,0

975,0

14,14

668,0

95,30

2,76

36

40

83,312

400

153,0

13,5

18,9

13,5

8,1

106,13

26087,0

1304,0

15,68

954,0

124,70

3,00

40

45

115,000

450

170,0

16,2

24,3

16,2

9,7

147,00

45888,0

2040,0

17,66

1722,0

203,0

3,42

45

    * Отменено с октября 1934 г.

    
    
Приложение 2

    
БАЛКИ ДВУТАВРОВЫЕ ПО ОСТ 16 (РЕДАКЦИЯ 1934 г.* ВЫПИСКА)
И ПО ОСТ 10016-39 (РЕДАКЦИЯ 1939 г.**, ВЫПИСКА)

      

    
    

N
про-
филя

Вес 1 пог. м, кг

Размеры, мм

Площадь сечения
, см

Ось

Ось






см

см

см

см

см

см

10

11,2

100

68

4,5

7,6

6,5

3,3

14,3

245

49,0

4,14

8,59

33,0

9,72

1,52

12

14,0

120

74

5,0

8,4

7,0

3,5

17,8

436

72,7

4,95

10,3

46,9

12,7

1,62

14

16,9

140

80

5,0

9,1

7,5

3,8

21,5

712

102

5,76

12,0

64,4

16,1

1,73

16

10,5

160

88

6,0

9,9

8,0

4,0

26,1

1130

141

6,38

13,8

93,1

21,1

1,89

18

24,1

180

94

6,5

10,7

8,5

4,3

30,6

1650

185

7,36

15,4

122

26,0

2,00

20



27,9

200

100

7,0

11,4

9,0

4,5

35,5

2370

237

8,15

17,2

158

31,5

2,12




31,1

200

102

9,0

11,4

9,0

4,5

35,9

2500

250

7,96

16,9

169

33,1

2,06

22



33,0

220

110

7,5

12,3

9,5

4,8

42,0

3400

309

8,99

18,9

225

40,9

2,31




36,4

220

112

9,5

12,3

9,5

4,8

46,4

3570

325

8,73

18,7

239

42,7

2,27

24



37,4

240

116

8,0

13,0

10,0

5,0

47,7

4570

381

9,77

20,7

280

48,4

2,42




41,2

240

118

10,0

13,0

10,0

5,0

52,6

4800

400

9,57

20,4

297

50,4

2,38

27



42,8

270

122

8,5

13,7

10,5

5,3

54,6

6550

458

10,9

23,8

345

56,6

2,51




47,1

270

124

10,5

13,7

10,5

5,3

60,0

6870

509

10,7

22,9

366

58,9

2,47

30



48,0

300

126

9,0

14,4

11,0

5,5

61,2

8950

597

12,1

25,7

400

63,5

2,55




52,7

300

128

11,0

14,4

11,0

5,5

67,2

9400

628

11,8

25,5

422

65,9

2,50




57,4

300

130

13,0

14,4

11,0

5,5

73,4

9850

657

11,6

25,0

445

68,5

2,46

33



53,4

330

130

9,5

15,0

11,5

5,8

68,1

11900

721

13,2

28,3

460

70,7

2,60




58,6

330

132

11,5

15,0

11,5

5,8

74,7

12500

757

12,9

27,9

484

73,4

2,55




63,8

330

134

13,5

15,0

11,5

5,8

81,3

13100

794

12,7

27,5

510

76,1

2,51

36



59,9

360

136

10,0

15,8

12,0

6,0

76,3

15760

875

14,4

30,7

552

81,2

2, 69




65,6

360

138

12,0

15,8

12,0

6,0

83,5

16530

919

14,1

30,3

582

84,3

2,64




71,2

360

140

14,0

15,8

12,0

6,0

90,7

17310

962

13,8

29,9

612

87,4

2,60

40



67,6

400

142

10,5

16,5

12,5

6,3

86,1

21720

1090

15,9

34,1

660

93,2

2,77




73,8

400

144

12,5

16,5

12,5

6,3

94,1

22780

1140

15,6

33,6

692

96,2

2,71




80,1

400

146

14,5

16,5

12,5

6,3

102

23850

1190

15,2

33,2

727

99,6

2,65

45



80,4

450

150

11,5

18,0

13,5

6,8

102

32240

1430

17,7

38,6

855

114

2,89




87,4

450

152

13,5

18,0

13,5

6,8

111

33760

1500

17,4

38,0

894

118

2,84




94,5

450

154

15,5

18,0

13,5

6,8

120

35280

1570

17,1

37,6

938

122

2,79

50



93,6

500

158

12,0

20,0

14,0

7,0

119

46470

1860

19,7

42,8

1120

142

3,07




101

500

160

14,0

20,0

14,0

7,0

129

48560

1940

19,4

42,4

1170

146

3,01




109

500

162

16,0

20,0

14,0

7,0

139

50640

2080

19,0

41,8

1220

151

2,96

55



105

550

166

12,5

21,0

14,5

7,3

134

62870

2290

21,6

46,9

1370

164

3,19




114

550

168

14,5

21,0

14,5

7,3

145

65640

2390

21,2

46,4

1420

170

3,14




123

550

170

16,5

21,0

14,5

7,3

156

68410

2490

20,9

45,8

1480

175

3,08

60



118

600

176

13,0

22,0

15,0

7,5

151

83860

2800

23,5

51,8

1700

193

3,36




128

600

178

15,0

22,0

15,0

7,5

163

87460

2920

23,2

50,7

1770

199

3,30




137

600

180

17,0

22,0

15,0

7,5

175

91060

3040

22,8

50,2

1840

205

3,24

    * Отменено с января 1940 г.
    
    ** Отменено с июля 1958 г.
    
    Примечания 1. См. эскиз приложения 1. 2. - уклон внутренних граней полок 14%.

    
    
Приложение 3

    
ШВЕЛЛЕРЫ ПО ОСТ 17 (РЕДАКЦИЯ 1926 г.*, ВЫПИСКА)


    
    

N
про-
филя

Вес 1 пог. м, кг

Размеры, мм

Площадь сечения
, см

Ось

Ось

Ось

см


см






см

см

см

см

см

см



5

5,86

50

38

5

7,5

7,5

3,75

7,47

11,03

27,5

1,92

3,942

9,44

1,12

24,2

1,41

6,5

7,55

65

42

5,5

8

8

4

9,62

18,43

59,0

2,50

5,42

14,98

1,25

34,8

1,43

8

9,30

80

45

6

9

9

4,5

11,85

28,5

113,9

3,10

7,02

20,9

1,33

48,4

1,53

10

10,93

100

50

6

9

9

4,5

13,92

42,65

213,2

3,91

8,86

30,16

1,47

65,6

1,60

12

13,55

120

55

6,5

9,5

9,5

4,75

17,26

61,9

371,6

4,65

11,67

44,3

1,61

92,0

1,65

14

16,42

140

60

7,0

10,5

10,5

5,25

20,92

89,2

624,0

5,46

15,35

64,5

1,76

132,2

1,80

16

19,56

160

65

7,5

11

11

5,5

24,92

119,2

954,0

6,19

19,20

89,0

1,89

175,6

1,86

18

22,97

180

70

8

12

12

6

29,26

159,2

1433,0

7,00

24,26

121,0

2,03

239,6

2,01

20

26,64

200

75

8,5

12,5

12,5

6,25

33,93

202,0

2018,0

7,71

29,40

159,2

2,17

306,0

2,08

22

30,57

220

80

9

13,5

13,5

6,75

33,94

257,3

2831

8,53

36,0

207,8

2,31

402,0

2,23

24

34,76

240

85

9,5

14

14

7

44,28

314,4

3773

9,23

42,60

264,0

2,44

499,0

2,30

26

39,21

260

90

10

15

15

7,5

49,95

388,0

5045

10,05

51,0

334,0

2,59

635,0

2,45

30

48,91

300

100

11

16,5

16,5

8,25

62,30

557,0

8361

11,58

69,70

510,0

2,86

957,0

2,68

    * Отменено с января 1936 г.
    
    Примечание. - уклон внутренних граней полок 8%.

    

Приложение 4

    
ШВЕЛЛЕРЫ ПО ОСT 17 (РЕДАКЦИЯ 1933 г.*, ВЫПИСКА)
И ПО ОСТ 10017-39 (РЕДАКЦИЯ 1939 г.**, ВЫПИСКА)




N
про-
филя

Вес 1 пог. м, кг

Размеры, мм

Пло-
щадь сече-
ния
, см

Ось

Ось

Ось


см






см

см

см

см

см

см

см


5

5,44

50

37

4,5

7,0

7,0

3,50

6,93

26,0

10,4

1,94

8,3

3,55

1,10

20,9

1,35

6,5

6,70

65

40

4,8

7,5

7,5

3,75

8,54

55,2

17,0

2,54

12,0

4,59

1,19

28,3

1,38

8

8,04

80

43

5,0

8,0

8,0

4,0

10,24

101,3

25,3

3,15

16,6

5,79

1,27

37,4

1,43

10

10,00

100

48

5,3

8,5

8,5

4,25

12,74

198,3

39,7

3,95

25,6

7,80

1,41

54,9

1,52

12

12,06

120

53

5,5

9,0

9,0

4,50

15,36

346,3

57,7

4,75

37,4

10,17

1,56

7,77

1,62

14



14,53

140

58

6,0

9,5

9,5

4,75

18,51

563,7

80,5

5,52

53,2

13,01

1,70

107,1

1,71

14



16,73

140

60

8,0

9,5

9,5

4,75

21,31

609,4

87,1

5,35

61,1

14,12

1,69

120,6

1,67

16



17,23

160

63

6,5

10,0

10,0

5,0

21,95

866,2

108,3

6,28

73,3

16,30

1,84

144,1

1,80




19,74

160

65

8,5

10,0

10,0

5,0

25,15

934,5

116,8

6,10

83,4

17,55

1,82

160,8

1,75

18



20,17

180

68

7,0

10,5

10,5

5,25

25,69

1272,7

141,4

7,04

98,6

20,03

1,96

189,7

1,88




22,99

180

70

9,0

10,5

10,5

5,25

29,29

1369,9

152,2

6,84

111,0

21,52

1,95

210,1

1,84

20



22,63

200

73

7,0

11,0

11,0

5,50

28,83

1780,4

178,0

7,86

128,0

24,20

2,11

244,0

2,01




25,77

200

75

9,0

11,0

11,0

5,50

32,83

1913,7

191,4

7,64

143,6

25,88

2,09

268,4

1,95

22



24,99

220

77

7,0

11,5

11,5

5,75

31,84

2393,9

217,6

8,67

157,8

28,17

2,23

298,2

2,10




28,45

220

79

9,0

11,5

11,5

5,75

36,24

2571,4

233,8

8,42

176,4

30,05

2,21

326,3

2,03

24



26,55

240

78

7,0

12,0

12,0

6,0

34,21

3052,2

254,3

9,45

173,8

20,47

2,25

324,6

2,10




30,62

240

80

9,0

12,0

12,0

6,0

39,0

3282,6

273,5

9,17

194,1

32,51

2,23

354,8

2,03




34,89

240

82

11,0

12,0

12,0

6,0

43,81

3513,0

292,7

8,96

213,4

34,42

2,21

388,1

2,00

27



30,83

270

82

7,5

12,5

12,5

6,25

39,27

4362,0

323,1

10,54

215,6

35,32

2,34

393,1

2,13




35,07

270

84

9,5

12,5

12,5

6,25

44,67

4690,1

347,4

10,25

239,2

37,72

2,31

428,2

2,06




39,30

270

86

11,5

12,5

12,5

6,25

50,07

5018,1

371,7

10,10

261,4

39,79

2,28

466,8

2,03

30



34,45

300

85

7,5

13,5

13,5

6,75

43,89

6047,9

403,2

11,72

259,5

41,10

2,43

466,5

2,17




39,16

300

87

9,5

13,5

13,5

6,75

49,59

6497,9

433,2

11,41

289,2

44,03

2,41

515,2

2,13




43,81

300

89

11,5

13,5

13,5

6,75

55,89

6947,9

463,2

11,15

315,8

46,38

2,38

559,7

2,09

33



38,70

330

88

8,0

14,0

14,0

7,0

49,50

8076,8

489,5

12,80

307,5

46,65

2,50

547,6

2,21




43,88

330

90

10,0

14,0

14,0

7,0

55,90

8675,7

525,8

12,46

338,4

49,32

2,46

593,2

2,14




49,06

330

92

12,0

14,0

14,0

7,0

62,50

9274,7

562,1

12,18

367,9

51,81

2,43

643,2

2,10

36



47,80

360

96

9,0

16,0

16,0

8,0

60,89

11874,2

659,7

13,97

455,0

63,54

2,73

818,4

2,44




53,45

360

98

11,0

16,0

16,0

8,0

68,09

12651,8

702,9

13,63

496,7

66,85

2,70

880,4

2,37




59,10

360

100

13,0

16,0

16,0

8,0

75,29

13429,4

746,1

13,36

536,4

70,02

2,67

947,9

2,34

40



59,91

400

100

10,5

18,0

18,0

9,0

75,05

17577,9

878,9

15,30

592,0

78,83

2,81

1067,7

2,49




65,19

400

102

12,5

18,0

18,0

9,0

83,05

18644,5

932,8

14,98

640,0

82,52

2,78

1135,8

2,44




71,47

400

104

14,5

18,0

18,0

9,0

91,50

19711,2

985,6

14,71

687,8

86,19

2,75

1220,7

2,42

    * Отменено с января 1940 г.
    
     ** Отменено с апреля 1959 г.
    
    Примечание. См. эскиз приложения 3.

         

    Приложение 5

    
УГОЛКИ РАВНОБОКИЕ ПО ОСТ 14 (РЕДАКЦИЯ 1926 г.*, ВЫПИСКА)

    


    

N
про-
филя

Вес 1 пог, м, кг

Размеры, мм

Пло-
щадь про-
филя
, см

Ось

Ось

Ось

Ось






см


см


макс
см

макс
см


мин
см


мин
см


см

Расстоя-
ние центра тяжести , см

2

0,88

20

3

3,5

1,75

1,12

0,39

0,60

0,62

0,74

0,17

0,38

0,79

0,60


1,14


4



1,45

0,49

0,58

0,77

0,73

0,21

0,38

1,08

0,64

2,5

1,12

25

3

4

2

1,43

0,80

0,75

1,26

0,94

0,33

0,49

1,53

0,72


1,46


4



1,86

1,01

0,74

1,60

0,92

0,43

0,48

2,08

0,76

3

1,77

30

4

4

2

2,26

1,82

0,90

2,88

1,13

0,76

0,58

3,59

0,88


2,17


5



2,77

2,18

0,89

3,44

1,13

0,93

0,58

4,54

0,92

3,5

2,10

35

4

5

2,5

2,67

2,95

1,05

4,68

1,32

1,23

0,68

5,64

1,00


2,57


5



3,28

3,56

1,04

5,64

1,31

1,49

0,67

7,13

1,04

4

2,42

40

4

6

3

3,08

4,47

1,20

7,09

1,52

1,86

0,78

8,33

1,12


2,97


5



3,79

5,43

1,20

8,59

1,51

2,26

0,77

10,54

1,16


3,52


6



4,48

6,31

1,19

9,98

1,49

2,65

0,77

12,78

1,20

4,5

3,37

45

5

6,5

3,25

4,3

7,87

1,35

12,48

1,70

3,27

0,87

14,95

1,28


4,0


6



5,09

9,19

1,34

14,55

1,69

3,84

0,87

18,11

1,32


4,6


7



5,86

10,43

1,33

16,47

1,68

4,39

0,86

21,31

1,36

5

3,77

50

5

7

3,5

4,80

10,96

1,51

17,38

1,90

4,55

0,97

20,43

1,40


4,47


6



5,69

12,85

1,50

20,34

1,89

5,35

0,97

24,74

1,44


5,15


7



6,56

14,62

1,49

23,10

1,88

6,13

0,97

29,10

1,48

6

5,42

60

6

8

4

6,91

22,84

1,82

36,15

2,28

9,53

1,17

42,50

1,69


6,26


7



7,98

26,05

1,81

41,30

2,27

10,82

1,17

49,90

1,73


7,09


8



9,03

29,16

1,80

46,15

2,26

12,16

1,16

57,40

1,77

6,5

5,89

65

6

8

4

7,51

29,36

1,97

46,60

2,49

12,14

1,27

54,0

1,81


7,72


8



9,83

37,66

1,96

59,70

2,46

15,63

1,26

72,90

1,89


9,47


10



12,07

45,20

1,95

71,50

2,44

19,03

1,25

92,10

1,97

7,5

9,00

75

8

10

5

11,47

58,90

2,27

93,30

2,85

24,4

1,46

110,90

2,13


11,08


10



14,11

71,20

2,25

112,70

2,83

29,70

1,45

140,20

2,21


13,09


12



16,67

82,60

2,23

130,30

2,80

34,90

1,44

170,0

2,29

8

9,63

80

8

10

5

12,27

72,50

2,43

114,50

3,06

30,40

1,57

134,6

2,25


11,86


10



15,11

87,20

2,40

138,60

3,02

35,80

1,54

170,0

2,34


14,03


12



17,87

102,0

2,39

160,70

3,00

43,30

1,55

205,80

2,41

9

13,45

90

10

11

5,5

17,13

127,0

2,72

201,30

3,42

52,50

1,75

241,0

2,58


15,93


12



20,29

148,0

2,70

234,40

3,40

61,40

1,74

291,5

2,66


18,35


14



23,37

167,8

2,69

265,40

3,37

70,30

1,73

342,6

2,74

10

15,05

100

10

12,5

6,25

19,97

176,3

3,03

280,0

3,82

72,70

1,95

328,7

2,82


17,84


12



22,73

206,4

3,01

327,0

3,78

85,70

1,94

397,6

2,90


20,57


14



26,21

234,5

2,99

371,0

3,76

97,60

1,93

467,0

2,98


23,24


16



29,61

262,0

2,97

412,5

3,73

112,0

1,94

538,0

3,05

12

18,20

120

10

13

6,5

23,18

313,5

3,68

497,0

4,64

130,0

2,36

567,0

3,31


21,62


12



27,54

367,0

3,65

584,0

4,60

150,4

2,34

685,0

3,40


24,98


14



31,82

419,0

3,63

666,0

4,57

172,0

2,33

804,0

3,48


28,28


16



36,02

470,0

3,61

743,0

4,54

197,3

2,33

924,0

3,55

13

19,78

130

10

13,5

6,75

25,20

402

4,00

640

5,04

163,5

2,55

721

3,56


23,52


12



29,96

473

3,97

751

5,03

195,7

2,56

870

3,64


27,19


14



34,64

541

3,95

858

4,97

224,6

2,54

1021

3,72


30,80


16



39,24

606

3,93

960

4,95

251,6

2,53

1172

3,80

14

25,41

140

12

14

7

32,37

596

4,29

977

5,47

245,0

2,75

1086

3,89


29,40


14



37,45

683

4,27

1084

5,39

281,3

2,74

1273

3,98


33,32


16



42,45

765

4,24

1215

5,35

315,8

2,73

1462

4,05

15

27,29

150

12

14

7

34,77

740

4,61

1177

5,82

302,9

2,95

1336

4,14


31,60


14



40,25

849

4,59

1349

5,78

349,4

2,94

1565

4,22


35,84


16



45,65

952

4,57

1513

5,76

391,7

2,93

1796

4,35


40,01


18



50,97

1054

4,56

1674

5,74

433,6

2,92

2029

4,38

    * Отменено с января 1934 г.

    
    
Приложение 6

    
УГОЛКИ  РАВНОБОКИЕ ПО ОСТ 14 (РЕДАКЦИЯ 1932 г.*,
ВЫПИСКА) И ПО ОСТ 10014-39 (РЕДАКЦИЯ 1939 г.**, ВЫПИСКА)




Размеры уголка, мм

, мм

, мм

Вес 1 пог.м, кг

Площадь сечения
, см

Рас-
стояние центра тяжести , см

Ось

Ось

Ось

Ось

Сечение из 2 уг. с зазором 10 мм







см


см


см


см


см

см


см


см


см

20

3

3,5

1,2

0,89

1,13

0,60

0,40

0,60

0,81

0,63

0,75

0,17

0,39

3,53

1,25


4



1,15

1,46

0,64

0,49

0,58

1,09

0,78

0,73

0,21

0,38

4,77

1,28

25

3

3,5

1,2

1,12

1,43

0,73

0,80

0,75

1,56

1,28

0,95

0,32

0,47

5,92

1,44


4



1,46

1,86

0,77

1,02

0,74

2,12

1,53

0,94

0,41

0,47

6,04

1,47

30

4

4,5

1,5

1,78

2,25

0,89

1,82

0,90

3,62

2,90

1,13

0,75

0,58

12,4

1,65


5



2,18

2,78

0,93

2,20

0,89

4,58

3,47

1,12

0,93

0,58

15,7

1,68

35

4

4,5

1,5

2,10

2,67

1,01

3,02

1,06

5,74

4,77

1,34

1,27

0,69

18,2

1,85


5



2,57

3,28

1,05

3,61

1,05

7,23

5,71

1,32

1,51

0,68

23,0

1,87

40

4

5,0

1,7

2,42

3,08

1,13

4,60

1,22

8,53

7,26

1,53

1,93

0,79

25,6

2,04


5



2,97

3,79

1,17

5,54

1,21

10,7

8,75

1,52

2,34

0,78

32,2

2,05


6



3,52

4,48

1,21

6,41

1,20

13,0

10,1

1,50

2,70

0,78

39,1

2,09

45

4

5,0

1,7

2,73

3,48

1,25

6,60

1,38

12,1

10,5

1,74

2,68

0,88

34,8

2,24


5



3,37

4,20

1,30

8,00

1,37

15,3

12,7

1,72

3,26

0,87

43,8

2,25


6



3,99

5,08

1,34

9,29

1,35

18,4

14,8

1,71

3,78

0,86

52,0

2,28

50

5

5,5

1,7

3,77

4,80

1,42

11,2

1,53

20,9

17,8

1,92

4,61

0,98

57,7

2,45


6



4,47

5,69

1,46

13,1

1,52

25,2

20,7

1,91

5,39

0,97

59,3

2,48

60

5

6,5

2,2

4,57

5,82

1,66

19,9

1,85

35,9

31,4

2,32

8,29

1,19

94,2

2,85


6



5,42

6,91

1,70

23,3

1,84

43,3

36,8

2,31

9,76

1,19

114

2,87


8



7,09

9,03

1,78

29,6

1,81

58,2

46,8

2,28

12,4

1,17

153

2,91

65

6

8,0

2,7

5,93

7,55

1,82

29,8

1,98

54,8

47,1

2,50

12,3

1,28

141

3,06


8



7,75

9,87

1,90

38,1

1,85

73,7

60,3

2,48

15,8

1,27

190

3,10


10



9,57

12,1

1,93

45,4

1,94

92,9

72,0

2,44

18,8

1,25

240

3,15

75

6

9,0

3,0

6,89

8,78

2,06

46,7

2,31

83,9

73,3

2,89

20,1

1,51

208

3,44


8



9,03

11,5

2,14

60,1

2,28

113,0

94,9

2,87

25,3

1,48

280

3,49


10



11,1

14,1

2,23

72,2

2,25

142,0

114,0

2,84

30,3

1,47

353

3,59


12



13,1

16,7

2,34

83,3

2,24

172,0

132,0

2,81

34,9

1,45

436

3,61

80

6***

9,0

3,0

7,36

9,38

2,19

57,0

2,47

102,0

90,0

3,11

23,5

1,58

250

3,61


8



9,66

12,3

2,27

73,3

2,44

137,0

115,0

3,07

30,3

1,57

335

3,69


10



11,9

15,1

2,35

88,4

2,42

172,0

140,0

3,05

36,5

1,56

422

3,73

90

8

11

3,7

11,0

14,0

2,51

106

2,76

194,0

168,0

3,46

43,6

1,77

466

4,08


10



13,5

17,2

2,59

128

2,74

244,0

204,0

3,44

53,1

1,76

584

4,11


12



16,0

20,4

2,67

149

2,71

294,0

237,0

3,41

61,7

1,75

708

4,16


14



18,4

23,4

2,74

169

2,69

345,0

267,0

3,38

77,9

1,75

830

4,21

100

8

12

4,0

12,3

15,4

2,75

147

3,07

265,0

233,0

3,87

61,0

1,98

624

4,47


10



15,1

19,1

2,83

179

3,05

333,0

284,0

3,85

74,9

1,97

784

4,51


12



17,9

22,8

2,91

209

3,03

402,0

331,0

3,81

87,6

1,96

948

4,56


14



20,6

26,3

2,99

237

3,01

472,0

375,0

3,78

99,1

1,95

1115

4,60


16



23,3

29,7

3,06

265

2,99

542,0

416,0

3,75

113,0

1,95

1282

4,65

120

10

13

4,3

18,3

23,3

3,33

316

3,68

575,0

503,0

4,64

130,0

2,36

1316

5,31


12



21,7

27,6

3,41

371

3,65

693,3

590

4,62

153,0

2,35

1588

5,36


14



25,1

31,9

3,49

423

3,64

811,0

671,0

4,59

174,0

8,34

1864

5,41


16



28,4

36,1

3,56

474

3,62

931,0

749,0

4,56

199,0

2,34

2138

5,45


18***



31,6

40,3

3,64

520

3,60

1052,0

822

4,54

219,0

2,33

2422

5,49

130

10

13

4,3

19,8

25,3

3,58

406

4,01

730,0

646,0

5,05

166,0

2,56

1656

5,70


12



23,6

30,0

3,66

477

3,99

880,0

759,0

5,03

196,0

2,55

1992

5,76


14



27,3

34,7

3,74

545

3,96

1030

866,0

5,00

223,0

2,54

2338

5,81


16



30,9

39,3

3,82

608

3,93

1182

967,0

4,96

249,0

2,52

2582

5,84

150

12

15

5,0

27,4

34,09

4,15

745

4,62

1347

1186

5,83

305

2,98

3998

6,55


14



31,7

40,4

4,22

857

4,60

1577

1358

5,80

356

2,97

3520

5,60


16



36,0

45,0

4,30

961

4,58

1808

1522

5,77

399

2,95

4030

5,64


18



40,0

51,1

4,38

1060

4,56

2041

1679

5,73

440

2,94

4550

6,67


20



44,3

56,4

4,45

1154

4,52

2275

1830

5,70

478

2,91

5068

6,70

180

14

15

5,0

38,3

48,8

4,97

1515

5,57

2721

2405

7,03

625

3,58

5950

7,80


16



43,5

55,4

5,05

1704

5,55

3117

2705

7,00

703

3,56

6824

7,85


18***



48,6

61,9

5,13

1885

5,52

3515

2994

6,94

775

3,54

7690

7,90

200

16

18

6,0

48,7

62,0

5,55

2355

6,17

4264

3755

7,99

954

3,93

9250

8,64


18



54,4

69,3

5,62

2619

6,15

4808

4165

7,77

1074

3,93

10418

8,68


20



60,1

76,5

5,70

2868

6,13

5355

4560

7,74

1175

3,92

11616

8,72


24



71,2

90,8

5,85

3349

6,07

6456

5313

7,66

1384

3,90

14018

8,79


30***



88,3

111,5

6,03

3999

5,96

8093

6373

7,49

1685

3,87

17538

8,86

220

16***

21

7,0

53,7

68,4

6,04

3168

6,80

5661

5046

8,59

1307

4,37

12176

9,44


20***



66,4

84,5

6,20

3359

6,75

7003

6120

8,51

1592

4,34

15298

9,51


24***



78,8

100,4

6,35

4514

6,71

8560

7148

8,44

1870

4,32

18428

9,59


28***



91,0

115,9

6,50

5135

6,66

10029

8130

8,37

2141

4,30

21600

9,66

230

24***

20

7,0

82,5

105,3

6,59

5207

7,03

9780

8266

8,86

2144

4,51

20994

9,98

    * Отменено с января 1940 г.

    ** Отменено с июля 1958 г.
    
    *** Профили, дополненные по ОСТ 10014-39 к ранее действующему сортаменту по ОСТ-14.
    
    Примечание. См. эскиз приложения 5.
    

    
    
Приложение 7

    
УГОЛКИ НЕРАВНОБОКИЕ ПО ОСT 15 (РЕДАКЦИЯ 1926 г.*, ВЫПИСКА)



    

N
про-
филя

Вес 1 пог. м, кг

Размеры, мм

Пло-
щадь про-
филя
, см

Ось

Ось

Ось

Ось

Ось







см


см


см


см


см

Расстоя-
ние центра тяжести


см

Расстоя-
ние центра тяжести


см


см

Угол наклона оси

3/2

1,11

30

20

3

3,5

1,75

1,42

1,267

0,945

0,447

0,561

2,66

0,99

0,802

0,50

0,26

0,424

0,422


1,45



4



2,85

1,597

0,93

0,561

0,550

3,58

1,03

2,101

0,54

0,33

0,422

0,421

4,5/3

2,25

45

30

4

5

2,5

2,87

5,74

1,41

2,03

0,840

11,95

1,47

3,584

0,74

1,14

0,629

0,433


3,27



6



4,17

8,08

1,39

2,83

0,825

18,16

1,55

5,590

0,81

1,66

0,630

0,424

6/4

4,47

60

40

6

7

3,5

5,69

20,06

1,88

7,07

1,244

42,6

1,99

12,84

1,01

4,00

0,839

0,430


5,82



8



7,41

25,50

1,85

9,91

1,20

57,3

2,07

17,63

1,08

5,20

0,838

0,425

7,5/5

5,66

75

50

6

8

4

7,21

42,2

2,42

14,33

1,41

84,6

2,43

24,75

1,20

8,27

1,070

0,432


7,40



8



9,43

51,9

2,35

18,27

1,39

111,4

2,51

33,77

1,28

10,43

1,050

0,429


9,08



10



11,57

62,5

2,32

21,84

1,37

140,2

2,59

43,20

1,36

12,80

1,050

0,426

8/4

5,42

80

40

6

8

4

6,91

44,8

2,54

7,52

1,05

100,6

2,84

12,88

0,88

4,72

0,827

0,257


7,09



8



9,03

57,5

2,52

9,55

1,03

135,0

2,93

17,89

0,96

6,18

0,828

0,252


8,69



10



11,07

69,1

2,50

11,36

1,01

169,7

3,01

23,30

1,04

7,57

0,827

0,247

9/6

8,99

90

60

8

9

4,5

11,45

92,1

2,84

32,65

1,69

192,9

2,95

57,6

1,48

18,51

1,270

0,433


11,06



10



14,09

111,4

2,81

39,30

1,67

241,4

3,04

73,4

1,56

22,6

1,265

0,429

10/6,5

9,93

100

65

8

9

4,5

12,65

127,1

3,17

42,5

1,83

263,5

3,28

73,2

1,56

24,2

1,382

0,412


12,24



10



15,59

154,3

3,15

51,2

1,81

331,0

3,37

93,0

1,64

29,6

1,380

0,409


14,48



12



18,45

179,9

3,12

59,1

1,79

399,1

3,45

113,4

1,72

37,8

1,430

0,406

12/8

15,02

120

80

10

11

5,5

19,13

275,5

3,80

98,2

2,27

570

3,92

170,7

1,95

55,3

1,70

0,435


17,81



12



22,69

323,0

3,77

114,3

2,24

686

4,00

207,5

2,03

65,2

1,694

0,430


20,54



14



26,17

368,4

3,75

129,8

2,23

804

4,08

245,2

2,10

75,3

1,696

0,426

13/9

16,6

130

90

10

12

6

21,15

358,4

4,12

140,9

2,58

727,7

4,15

241,4

2,18

77,3

1,910

0,472


19,71



12



25,11

419,7

4,09

164,7

2,56

871,1

4,24

292,9

2,26

91,3

1,908

0,468


22,76



14



28,99

479,2

4,07

186,8

2,54

1020,2

4,32

345,5

2,34

104,8

1,902

0,466

15/10

22,56

150

100

12

13

6,5

28,74

648,6

4,76

231,6

2,84

1335,8

4,89

399,9

2,42

130,0

2,13

0,436


26,08



14



33,22

743,2

4,73

263,6

2,82

1563,8

4,97

471,2

2,50

149,6

2,12

0,434


29,53



16



37,62

833,3

4,70

294,9

2,80

1792,6

5,05

543,9

2,57

169,5

2,12

0,432

16/8

21,62

160

80

12

13

6,5

27,54

719,0

5,11

122,0

2,10

1620

5,72

208,5

1,77

77,3

1,675

0,269


24,98



14



31,82

823,0

5,09

138,6

2,09

1896

5,80

247,6

1,85

88,9

1,670

0,267

    * Отменено с января 1934 г.

         


Приложение 8

    
УГОЛКИ НЕРАВНОБОКИЕ ПО ОСТ 15 (РЕДАКЦИЯ 1932 г.*, ВЫПИСКА)
И ПО ОСТ 10015-39 (РЕДАКЦИЯ 1939 г.**, ВЫПИСКА)




Размеры уголка, мм


мм


мм

Вес 1 пог. м, кг

Пло-
щадь сече-
ния , см

Расстоя-
ние центра тяжести

Ось

Ось

Ось

Ось

Ось

Сечение из двух уголков

Сечение из двух уголков







см

см


см


см


см


см


см


см


см


см


см


см


см


см

30

20

3

3,5

1,2

1,12

1,43

0,51

1,00

1,27

0,94

0,45

0,56

2,69

0,82

0,26

0,43

8,98

1,773

3,82

1,153



4



1,46

1,86

0,55

1,04

1,61

0,93

0,56

0,55

3,61

1,12

0,34

0,43

12,0

1,801

5,21

1,183

35

20

4

3,5

1,2

1,62

2,06

0,51

1,25

2,48

1,10

0,53

0,53

5,62

1,11

0,37

0,42

17,6

2,06

5,40

1,142



5



1,98

2,52

0,55

1,29

2,98

1,09

0,70

0,53

7,15

1,45

0,45

0,42

22,1

2,09

3,95

1,173

45

30

4

5,0

1,7

2,26

2,88

0,74

1,48

5,81

1,42

2,06

0,84

12,1

3,65

1,21

0,65

34,2

2,44

13,0

1,500



6



3,28

4,18

0,82

1,56

8,15

1,40

2,85

0,83

18,3

5,65

1,69

0,64

51,8

2,49

20,3

1,556

60

40

5

7,0

2,3

3,79

4,83

0,97

1,95

17,4

1,90

6,19

1,13

35,8

10,8

3,62

0,87

92,8

3,10

33,3

1,855



6



4,49

5,72

1,01

2,00

20,3

1,88

7,20

1,12

43,1

13,1

4,20

0,86

112,0

3,13

40,5

1,883



8



5,84

7,44

1,09

2,08

25,8

1,85

9,04

1,10

57,9

17,9

5,39

0,85

151,0

3,18

55,7

1,935

75

50

5

8,0

2,7

4,80

6,11

1,17

2,39

34,9

2,39

12,5

1,43

69,9

20,9

7,24

1,09

172,0

3,74

59,0

2,19



6



5,69

7,25

1,21

2,44

41,0

2,37

14,6

1,42

84,0

25,3

8,48

1,08

207,0

3,78

71,6

2,22



8



7,43

9,47

1,29

2,52

52,4

2,35

18,6

1,40

113,0

34,3

10,9

1,07

277,0

3,83

97,8

2,27



10



9,11

11,6

1,36

2,60

63,0

2,33

22,1

1,38

141,0

43,7

13,2

1,07

349,0

3,88

125,0

2,32

80

55

6

8,0

2,7

6,16

7,85

1,33

2,56

50,5

2,53

19,5

1,58

102,0

33,4

11,1

1,19

248,0

3,98

91,8

2,42



8



8,06

10,3

1,41

2,60

64,9

2,51

24,9

1,56

136,0

45,3

14,3

1,19

333,0

4,02

125,0

2,46



10



9,90

12,6

1,48

2,72

78,2

2,49

29,8

1,54

171,0

57,5

17,4

1,18

417,0

4,07

158,0

2,50

90

60

6

9

3,0

6,90

8,78

1,41

2,88

72,4

2,87

26,0

1,72

145,0

43,4

14,7

1,30

345,0

4,43

116,0

2,58



8



9,03

11,5

1,49

2,96

93,2

2,85

33,2

1,70

194,0

58,6

19,3

1,20

461,0

4,48

157,0

2,62



10



11,1

14,1

1,56

3,05

113,0

2,82

39,8

1,68

244,0

74,4

23,5

1,29

581,0

4,53

199,0

2,66

100

75

8

10

3,3

10,6

13,5

1,88

3,11

135,0

3,16

65,0

2,19

266,0

113,0

35,4

1,62

622,0

4,80

283,0

3,24



10



13,1

16,7

1,96

3,20

163,0

3,13

78,5

2,17

333,0

143,0

42,6

1,60

783,0

4,84

359,0

3,28



12



15,5

19,7

2,04

3,27

190,0

3,11

91,1

2,15

402,0

173,0

49,8

1,59

940,0

4,88

437,0

3,33

120

80

8

11

3,7

12,2

15,6

1,88

3,85

229

3,83

82,3

2,30

459

137

47,6

1,75

1048,0

5,79

341,0

3,30



10



15,1

19,2

1,95

3,93

279

3,81

99,6

2,27

575

178

57,7

1,73

1312

5,85

432

3,35



12



17,9

22,8

2,04

4,01

325

3,79

115

2,25

692

210

66,6

1,71

1578

5,87

526

3,40

130

90

8

12

4,0

13,5

17,2

2,11

4,08

297

4,15

118

2,62

583

195

66,5

1,97

1316

6,20

470

3,70



10



16,7

21,3

2,19

4,16

362

4,12

143

2,59

731

245

81,4

1,95

1648

6,22

595

3,74



12



19,8

25,2

2,27

4,25

424

4,10

167

2,57

879

297

94,3

1,94

1984

6,28

721

3,78



14



22,8

29,1

2,35

4,33

484

4,08

189

2,55

1028

349

109

1,93

2325

6,33

850

3,82

150

100

10

13

4,3

19,1

24,3

2,35

4,81

557

4,78

201,0

2,87

1120

335

115

2,18

2485

7,16

796

4,05



12



22,6

28,8

2,43

4,90

655

4,75

235,0

2,85

1347

405

137

2,18

2990

7,21

964

4,09



14



26,2

33,3

2,51

4,98

749

4,73

267,0

2,83

1575

476

156

2,16

3493

7,25

1138

4,13



16



29,6

37,7

2,58

5,06

839

4,71

297,0

2,81

1804

549

175

2,15

4004

7,29

1308

4,17

180

120

12

14

4,7

27,4

34,9

2,82

5,79

1156

5,75

417,0

3,46

2325

595

240

2,62

5072

8,53

1602

4,79



14



31,7

40,4

2,90

5,87

1326

5,73

476,0

3,44

2717

816

279

2,62

5932

8,57

1888

4,84



16



35,9

45,8

2,98

5,95

1490

5,71

532,0

3,41

3111

939

309

2,60

6790

8,53

2174

4,86

200

120

12

14

4,7

29,2

37,3

2,68

6,64

1546

6,45

428,0

3,39

3188

696

259

2,64

6892

9,61

1610

4,64



14



33,9

43,2

2,76

6,72

1776

6,42

489,0

3,36

3725

818

295

2,61

8059

9,65

1894

4,68



16



38,4

49,0

2,84

6,80

1997

6,38

547,0

3,34

4254

941

331

2,60

9214

9,70

2188

4,73

200

150

12

17

5,7

32,2

41,0

3,62

6,08

1666

6,37

810,0

4,44

3181

1347

436

3,26

6882

9,16

3012

6,06



16



42,3

53,9

3,78

6,27

2155

6,32

1043

4,40

4272

1812

562

3,23

9250

9,26

4056

6,14



18



47,3

60,3

3,85

6,33

2388

6,30

1153

4,38

4800

2048

523

3,21

10396

9,29

4588

6,17



20



52,2

66,5

3,93

6,41

2614

6,27

1258

4,35

5344

2285

683

3,21

11588

9,33

5121

6,21

    * Отменено с января 1940 г.
    
    ** Отменено с июля 1958 г.     

     Примечание. См. эскиз приложения 7.
    

    
         
    Приложение 9

    
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ШИРОКОЙ КОЛЕИ
ПО ОСТ 118 (РЕДАКЦИЯ 1927 г., ВЫПИСКА)




Типы рельсов

Размеры, мм






I

140,0

125

70,0

44

14

10

II

135,0

114

68,0

40

13

9

III

128,0

110

60,0

37

12

9

IV

120,5

100

53,5

40

12

9

    
    

Типы рель-
сов

Площадь попе-
речного сечения рельса , см

Вес 1 пог. м рельса, кг

Расстояние центра тяжести

Момент инерции рельса , см

Момент сопротивления

Момент инерции
, см

Момент сопротивления
, см




до подошвы рельса , см

до головки рельса
, см


по нижнему волокну

по верхнему волокну









см

см



I

55,64

43,57

6,96

7,04

1476,11

212,0

209,75

284,18

45,47

II

49,06

38,42

6,78

6,72

1222,54

180,29

181,95

209,28

36,72

III

42,76

33,48

6,21

6,59

967,98

155,90

146,86

158,80

30,31

IV

39,45

30,89

5,92

6,13

751,00

126,77

122,59

120,20

24,04

    
    
Приложение 10

    
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ НОРМАЛЬНОЙ КОЛЕИ ПО ГОСТ 6726-53;
ГОСТ 3542-47; ГОСТ 7173-54; ГОСТ 7174-54; ГОСТ 8161-56 (ВЫПИСКА)

         


Типы рельсов

Размеры, мм





ГОСТ 6726-53

Р 33

128

110

60

-

12

9

ГОСТ 3542-47

Р 38

135

114

68

-

13

9

ГОСТ 3542-47/7173-54

Р 43

140

114

70

-

13,5/14,5

11

ГОСТ 3542-47/7174-54

Р 50

152

132

70

-

14,5/15,5

10,5

ГОСТ 8161-56

Р 65

180

150

75

-

18

11,2

    
    

Типы рель-
сов

Площадь попе-
речного сечения
, см

Вес 1 пог. м рельса, кг

Расстояние центра тяжести

Момент инерции
, см

Момент
сопротивления

Момент инерции
, см

Момент сопро-
тивления ,
см




до подошвы , см

до головки рельса , см


см


см



Р 33

42,76

33,48

6,21

6,59

968

155,90

146,86

166,82

30,31

Р 38

49,06

38,42

6,78

6,72

1223

180,29

181,95

209,28

36,72

Р 43

55,70/57,0

43,61/44,65

6,90/6,88

7,10/7,14

1489/1472

217,3/214

208,3/206

260/251

45,00

Р 50

64,50/65,80

50,50/51,31

7,01/7,07

8,19/8,13

2037/2016

287/285

251/248

377/370

56,00

Р 65

82,90

64,90

8,13

9,87

3573

437

363

572

76,00

    
    
Приложение 11

    
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ДЛЯ ДОРОГ УЗКОЙ
КОЛЕИ ПО ОСТ 7688 (РЕДАКЦИЯ 1934 г., ВЫПИСКА)

         

    
    

Типы рельсов

Размеры, мм

ОСТ НКТП





7 кг/м

65

50

25

5,5

7689/665

8    "

65

54

25

7,0

7690/666

11  "

80,5

66

32

7,0

7691/667

15  "

91

76

37

7,0

7692/668

18  "

90

80

40

10

7693/669

24  "

107

92

51

10,5

7694/670

    
    

Типы рельсов

Пло-
щадь сечения
, см

Вес 1 пог. м, кг

Расстояние центра тяжести

Момент инерции
, см

Момент сопротивления

Момент инерции
, см

Момент сопро-
тивления
, см





см


см


* см

см



7 кг/м

8,85

6,93

2,97

3,53

53,8

18,2

15,2

7,17

2,86

8    "

10,76

8,42

2,89

3,61

59,3

20,6

16,4

9,62

3,56

11  "

14,31

11,20

3,96

4,09

125

31,7

30,5

15,1

4,58

15  "

18,80

14,72

4,35

4,75

222

51,0

46,6

30,2

7,94

18  "

23,07

18,06

4,29

4,71

240

56,1

51,0

41,1

10,3

24  "

32,70

24,04

5,36

5,34

468

87,2

87,6

80,6

17,5

_________________
    * Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.    


    
Приложение 12

    
ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ
ПО ТУиН 1931 И 1934 гг., У-28-42, НиТУ 1-46 и НиТУ 121-55 (ВЫПИСКА)

         

Вид напряжения

Условные обозначения

Допускаемые напряжения, кгс/см,
прокатной стали марок по ТУиН 1931 и 1934 гг.



Ст3 пон., Ст2 пон.

Ст2 нор., Ст1 нор.

Ст3 нор.

Ст5 пов.



Сочетание нагрузок



Основные

Основные+
случайные

Основные

Основные+
случайные

Основные

Основные+
случайные

Растяжение, сжатие, изгиб

1200

1450

1400

1700

1750

2100

Срез (0,75)

900

1100

1050

1300*

1300

1600*






1270



1570


Смятие торцевых поверхностей (1,5)

1800

2200

2100

2550

2600

3150

Местное смятие при касании:








плотном

-

-

1100

1300

1300

1500

свободном "" **



-

-

6000

7000

7000

8000

свободном "" **



-

-

4000

5000

5000

5000

Диаметральное сжатие катков

-

-

55

65

65

76

    * Допускаемые напряжения по ТУиН 1931 г., отличающиеся от принятых в ТУиН 1934 г.
    
    ** Свободное касание "" - в ограниченно подвижных опорах, "" - в подвижных опорах.

    
    
Приложение 13

    
ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
КОНСТРУКЦИЯХ ПО У-28-42, НиТУ 1-46 (ВЫПИСКА)

    

Вид напряжения

Условные обозна-
чения

Допускаемые напряжения, кгс/см



По У-28-42 для стали марок

По НиТУ 1-46 для стали марок



Ст0с и Ст2

Ст3

Ст0с и Ст2

Ст3



Сочетание нагрузок




Основ-
ные

Основ-
ные+
допол-
нитель-
ные

Основ-
ные

Основ-
ные+
допол-
нитель-
ные

Основ-
ные

Основ-
ные+
допол-
нитель-
ные

Основ-
ные

Основ-
ные+
допол-
нитель-
ные

Растяжение, сжатие, изгиб

1400

1600

1600

1800

1400

1600

1600

1800

Срез

1050

1200

1200

1350

900

1000

1000

1100

Смятие торцевой поверхности

2100

2400

2400

2700

2100

2400

2400

2700

Смятие местное при плотном касании

1100

1300

1300

1450

1100

1300

1300

1450

Диаметральное сжатие катков


50

60

60

70

50

60

70

50

    Примечание. По НиТУ 1-46 для элементов, прикрепленных к фасонке только с одной стороны (одиночные уголки и т.п.), допускаемые напряжения понижают на 25%.

    
    
Приложение 14

    
РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СТАЛЕЙ ПО НиТУ 121-55 (ВЫПИСКА)

    

Вид напряжения

Условные обозна-
чения

Расчетные сопротивления, кгс/см, по НиТУ 121-55 прокатной стали марок





Ст0

Ст2

Ст4, Ст3

Ст5

НЛ1

НЛ2

Растяжение, сжатие и изгиб

1700

2000

2100

2400

2500

2900

Срез

1000

1200

1300

1400

1500

1700

Смятие торцевой поверхности

2500

3000

3200

3600

3800

4300

Смятие местное при плотном касании

1300

1500

1600

1800

1900

2200

Диаметральное сжатие катков при свободном касании

60

70

80

90

95

110

    Примечание. Расчетные сопротивления приведены для проката толщиной 40 мм.

    
    
Приложение 15

    
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ ПО ТУиН 1931 г. (ВЫПИСКА)

    

Наименование стали по ТУиН 1931 г.

Временное сопротивление

Наименьший предел текучести

Наименьшее относительное удлинение, проц.



кгс/мм



Прокатная:




Ст3

38-45

23*

22

Ст3 пон.

38-45

-

18

Ст2 пон.

34-42

-

20

Ст1 пон.

32-40

-

18

Ст5 пов.

50-60

-

18

Ст спец.

48-62

36

20

Заклепочная:




Ст2

34-42

20*

25

Ст3

38-45

22*

22

Ст5 пов.

45-55

27

22

Ст спец.

45-55

36

22

Литая:




Л1

36

-

16

Л2

50

-

10

Л2 пон.

48

-

8

Наплавленный металл сварных швов:




на растяжение

25-30

-

-

на срез

20-24

-

-

    * Определяется факультативно.

    
    
Приложение 16

    
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЕЙ ПО ОСТ 4125 И ОСТ 4129 (ВЫПИСКА)

    

Наименование стали

Наименьшее временное сопротивление

Наименьший предел текучести

Наименьшее относительное удлинение, проц.


кгс/мм


Прокатная по ОСТ 4125




Ст5 пов.

50*

-

18

Ст4 нор.

42

-

20

Ст3 нор.

38

23**

22

Ст3 пон.

38

-

19

Ст2 нор.

34

20**

26

Ст2 пон.

34

-

23

Ст1 нор.

32

-

28

Заклепочная по ОСТ 4129




Ст4

41

-

23

Ст3 пов.

38

-

24

Ст3 нор.

38

23**

22

Ст2 нор.

34

20

26

Литая:




Л2

50

-

10

Л2 пониженная

48

-

8

Л1

36

-

16

Наплавленный металл сварных швов:




на растяжение

25

-

-

на срез

20

-

-

    * Но не выше 60 кгс/мм.
    
    ** Определяется факультативно.

    
    
Приложение 17

    
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТАЛЕЙ
ПО ГОСТ 380-41; ГОСТ 499-41 И ГОСТ 977-41 (ВЫПИСКА)

    

Наименование стали

Марка стали

Механические свойства

Способ выплавки

Химический состав, проц.





Предел прочно-
сти при растяже-
нии , кгс/мм

Предел теку-
чести,
кгс/мм

Отно-
ситель-
ное удли-
нение, %



Углерод

Сера

Фосфор




Не менее



Не более

Углеродистая
горячекатаная по ГОСT 380-41

Ст0с

32-47

19

18

Мартеновский

До 0,23

0,060

0,070






Бессемеровский

До 0,14

0,070

0,090






Томасовский

До 0,14

0,070

0,090


Ст2

34-42

21

26

Мартеновский

0,09-0,15

0,055

0,050


Ст3

38-47

22

21

Мартеновский

0,14-0,22

0,055

0,050






Бессемеровский

До 0,12

0,065

0,085






Томасовский

До 0,12

0,065

0,080

Для заклепок по ГОСТ 499-41

Ст2

34-42

-

26

Мартеновский

-

0,050

0,050


Ст3

38-47

-

22

"

-

0,050

0,050

Стальное литье по ГОСТ 977-41

15-4020

40

-

20

-

-

-

-


30-5015

50

-

15

-

-

-

-

    
    
Приложение 18

    
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТАЛЕЙ ПО ГОСТ 380-50;
ГОСТ 6713-53; ГОСТ 5058-49; ГОСТ 499-41 и ГОСТ 977-53 (ВЫПИСКА)

    

Наименование стали

Марка стали

Механические свойства

Способ выплавки

Химический состав, проц.




Предел проч-
ности при рас-
тяжении

Предел теку-
чести

Относи-
тельное удли-
нение , проц.

Ударная вязкость
при +20 °С
кгс/см


Углерод

Сера

Фосфор



кгс/мм

Не менее



Не более

Углеродистая обыкновенного качества по ГОСТ 380-50

Ст0

32-47

19

18

-

Мартеновский

До 0,23

0,060

0,070







Бессемеровский

До 0,14

0,070

0,090


Ст2

34-42

22

26

-

Мартеновский

0,09-0,15

0,055

0,050


Ст3

38-47

24

21

8*

Мартеновский

0,14-0,22

0,055

0,050







Бессемеровский

До 0,12

0,065

0,085


Ст4

42-52

26

19

10**

Мартеновский

0,18-0,27

0,055

0,050







Бессемеровский

0,12-0,20

0,65

0,085



Ст5

50-62

28

15

-

Мартеновский

0,28-0,37

0,055

0,050

Для мостостроения по ГОСТ 6713-53

М16C

38

23

26

8*, 10**

Мартеновский

0,12-0,20

0,045

0,040

Низколеги-
рованная по ГОСТ 5058-49

НЛ1

42

30

20

8

Мартеновский

До 0,15

0,045

0,040


НЛ2

48-63

34

18

6

Мартеновский

0,12-0,20

0,045

0,040

Для заклепок по ГОСТ 499-41

Ст2 закл.34-42

21

26

-

Мартеновский

-

0,050

0,040


Ст3 закл.38-47

21

22

-

Мартеновский

-

0,050

0,040

Стальное литье по ГОСТ 977-53

15Л

40

20

20

-

-

-

-

-


35Л

50

28

15

-

-

-

-

-

    * Норма ударной вязкости для листовой и широкополосной стали.
    
    ** Норма ударной вязкости для сортовой и фасонной стали.

    
    
Приложение 19

    
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН,
ПРИНЯТЫЕ В НАСТОЯЩИХ РЕКОМЕНДАЦИЯХ

    
     - момент инерции составного сечения относительно нейтральной оси;
    
     - момент инерции совместного (общего) сечения относительно оси , проходящей через центр тяжести последнего;
    
    , - моменты инерции основного сечения нетто относительно главных осей до усиления;
    
    , - моменты инерции составного сечения нетто относительно главных осей после усиления;     


     - требуемый момент сопротивления составного сечения;
    
     - момент сопротивления для сжатого пояса составного сечения балки:
    
     - момент сопротивления нетто сечения балки до усиления;
    
     - момент сопротивления (нетто) усиленного сечения элемента относительно нейтральной оси, перпендикулярной плоскости изгиба;
    
     - площадь поперечного сечения элементов до усиления (для растянутых элементов принимается с учетом местных ослаблений);
    
     - площадь поперечного сечения нетто элементов до усиления (для растянутых элементов принимается с учетом местных ослаблений);
    
     - площадь поперечного сечения дополнительных деталей (элементов усиления);
    
     - площадь поперечного сечения нетто дополнительных деталей (элементов усиления);
    
     - приведенная площадь поперечного сечения брутто усиленного элемента (без учета местных ослаблений);     


     - площадь сечения болта нетто, определяемая по табл.62 [1];
    
     - абсолютное значение максимального изгибающего момента от расчетных нагрузок;
    
    , - абсолютные значения максимальных расчетных изгибающих моментов, действующих в соответствующих главных плоскостях;
    
    , - абсолютные значения максимальных расчетных изгибающих моментов от фактических (нормативных) нагрузок, имеющих место на период усиления;
    
     - абсолютное значение изгибающего момента от фактических (нормативных) нагрузок на период усиления;
    
     - крутящий момент;
    
     - абсолютное значение продольной силы от расчетных нагрузок после усиления;
    
     - абсолютное значение продольной силы от фактических нормативных нагрузок на период усиления;
    
     - абсолютное максимальное значение поперечной силы (от расчетных нагрузок) в пределах усиливаемого участка изгибаемого элемента;
    
     - расчетное усилие, воспринимаемое одним предварительно-напряженным высокопрочным болтом;
    
     - несущая способность одной заклепки;
    
     - условная поперечная сила для соединительных элементов;     


    , - нормальное и местное критические напряжения;
    
     - местное напряжение от реакции на опоре;
    
     - напряжение сжатия в элементе;
    
     - расчетное сопротивление растяжению (сжатию) усиливаемого элемента, принимаемое по данным технического заключения о качестве стали;
    
     - расчетное сопротивление стали растяжению (сжатию) к изгибу по пределу текучести (дополнительных усиливающих) деталей, принимаемое по табл.1 [1];
    
     - расчетное сопротивление срезу стали основного сечения усиливаемого элемента;
    
     - расчетное сопротивление стали растяжению высокопрочных болтов;
    
     - расчетное сопротивление швов срезу по металлу шва;
    
     - расчетное сопротивление швов срезу по металлу границы сплавления;
    
     - статический момент составного полусечения;
    
     - статический момент сдвигаемой части дополнительной детали относительно нейтральной оси составного сечения;
    
    , - расчетное и допустимое касательное напряжение;
    
     - коэффициент продольного изгиба усиленного элемента, принимаемый по табл.72 [1];
    
     - коэффициент продольного изгиба усиливаемого элемента, имеющий место в формулах (4.2) и (4.3) только для сжатых стержней и принимаемый по табл.72 [1];
    
     - коэффициент понижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии усиленного элемента, принимаемый по табл.74 и 75 [1];
    
     - меньший из коэффициентов продольного изгиба (в плоскости соединительных элементов или в плоскости, перпендикулярной ей);
    
     - коэффициент, определяемый по указаниям приложения 7 [1]; СНиП II-23-81;
    
     - коэффициент условий работы усиливаемого элемента, принимаемый по табл.6 [1];
    
     - коэффициент условий работы соединения, определяемый по [1];
    
    , - коэффициенты условий работы шва, принимаемые по [1];
    
     - коэффициент, вычисляемый согласно требованиям [1];
    
     - коэффициент для расчета соединительных элементов (планок, решеток), принимаемый по п.5.31 [1];
    
     - коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали согласно СНиП II-23-81;
    
     - толщина сварного шва;
    
     - толщина стенки усиливаемого элемента;
    
     - расчетная длина сварного шва (принимается на 10 мм меньше его полной длины);
    
     - гибкость усиленного элемента в плоскости действия изгибающего момента от продольной силы;     


     - осевое усилие натяжения высокопрочного болта, определяемое по [1];
    
     - радиус ядра сечения в плоскости действия изгибающего момента;
    
     - наружный диаметр стержня болта;
    
    , - координаты рассматриваемой точки сечения основного элемента относительно его главных осей до усиления;
    
    , - координаты рассматриваемой точки составного сечения относительно его главных осей после усиления;
    
     - полный (упругий и остаточный) прогиб усиливаемого изгибаемого элемента от нагрузок, имеющих место на период усиления;
    
     - полный прогиб усиленного изгибаемого элемента от дополнительных нагрузок, возможных после усиления;
    
     - общий прогиб усиленной конструкции;
    
     - отношение допускаемого прогиба профилированного настила к пролету;
    
     - прогиб профилированного настила от нормативной нагрузки;
    
     - толщина профилированного настила;
    
     - полная ширина плоского участка полки профилированного настила;
    
     - расчетная ширина плоских участков сжатых полок профилированного настила;
    
     - коэффициент, зависящий от условий закрепления продольных краев полки профилированного настила;
    
     - нижний предел текучести основного металла по результатам механических испытаний или сертификатным (паспортным) данным;
    
     - коэффициент, определяемый по главе 5 [1].
    
    

Список использованной литературы

    
    1. СНиП II-23-81. Стальные конструкции. Нормы проектирования.
    
    2. СНиП III-18-75. Металлические конструкции. Правила производства и приемки работ*.
________________

    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 23118-98. - Примечание изготовителя базы данных.
        
    3. СНиП II-28-73*. Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования.
________________

    * На территории Российской Федерации действуют СНиП 2.03.11-83. - Примечание изготовителя базы данных.
    
    4. СНиП II-23-76*. Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. Правила производства и приемки работ.
________________

    * На территории Российской Федерации действуют СНиП 3.04.03-85. - Примечание изготовителя базы данных.
         
    5. РУКОВОДСТВО по усилению элементов стальных конструкций с применением сварки. М.: ЦНИИпроектстальконструкция, 1979.
    
    6. РУКОВОДСТВО по обследованию сварных стальных конструкций, выполненных из кипящей углеродистой стали, и разработке мероприятий, предупреждающих их хрупкое разрушение. М.: ЦНИИпроектстальконструкция, 1979.
    
    7. РУКОВОДСТВО по защите строительных металлоконструкций, работающих в агрессивных средах и различных климатических условиях. М.: Стройиздат, 1974.
    
    8. РЕКОМЕНДАЦИИ по защите от коррозии стальных и железобетонных строительных конструкций лакокрасочными материалами. М.: Стройиздат, 1973.
    
    9. СПРАВОЧНИК проектировщика. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1980.
    
    10. Н.П.Мельников. Стальные конструкции. Справочник конструктора. М.: Стройиздат, 1972.
    
    11. М.М.Сахновский. Металлические конструкции. Киев, Будивельник, 1976.
    
    12. М.Р.Бельский. Усиление металлических конструкций под нагрузкой. Киев, Будивельник, 1975.
    
    13. М.Р.Бельский, А.Н.Лебедев. Усиление стальных конструкций. Киев, Будивельник, 1981.
    
    14. А.И.Кикин. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. М.: Стройиздат, 1969.
    
    15. М.И.Лащенко. Регулирование напряжений в металлических конструкциях. М.: Стройиздат, 1966.
    
    16. И.А. Физдель. Дефекты и методы их устранения в конструкциях и сооружениях. М.: Стройиздат, 1970.
    
    17. ПРОМЫШЛЕННОЕ строительство, N 3, 1972.
    
    18. ПРОМЫШЛЕННОЕ строительство, N 5, 1969.
    
    19. РУКОВОДСТВО по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1981.
    
    20. РУКОВОДСТВО по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой. М.: Стройиздат, 1978.
    

    21. СТ СЭВ 384-76. Строительные конструкции и основания. Основные положения по расчету.
    
    22. ГОСТ 9032-74. Покрытия лакокрасочные. Классификация и обозначения.
    
    23. ГОСТ 9.025-74. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окраской.
    
    24. ГОСТ 6992-68. Материалы лакокрасочные. Метод определения устойчивости покрытия в атмосферных условиях.
    
    
    

  отправить на печать

Личный кабинет:

доступно после авторизации

Календарь налогоплательщика:

ПнВтСрЧтПтСбВс
01 02 03
04 05 06 07 08 09 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31

Заказать прокат автомобилей в Краснодаре со скидкой 15% можно через сайт нашего партнера – компанию Автодар. http://www.avtodar.ru/

RuFox.ru - голосования онлайн
добавить голосование