- •Нацыянальны комплекс нарматыўна-тэхнiчных дакументаў у будаўнiцтве дапаможнiк да будаўнiчых нормаў I правiлаў
- •Предисловие
- •Содержание
- •Усиление стальных конструкций узмацненне стальных канструкцый
- •2 Нормативные ссылки
- •3 Обозначения
- •4 Общие положения по проектированию усиления стальных конструкций зданий и сооружений
- •Окончание таблицы 4.1
- •5 Технические и технологические требования к конструкциям усиления
- •6 Усиление конструкций путем изменения конструктивной схемы
- •6.1 Общие положения
- •6.2 Подведение дополнительных опор, подкосов и подвесок
- •6.3 Постановка дополнительных связей, распределительных систем и распорок
- •6.4 Превращение статически определимых систем в статически неопределимые созданием жестких узлов
- •6.5 Введение новых стержневых систем для изменения статической схемы конструкции
- •6.6 Включение в совместную работу с фермами светоаэрационных фонарей, введение дополнительных элементов
- •6.7 Основные положения по расчету усилений конструкций изменением конструктивной схемы
- •6.8 Примеры расчета усилений конструкций путем изменения конструктивной схемы
- •Пример 6.2
- •Пример 6.3
- •Пример 6.4
- •Пример 6.5
- •Пример 6.6
- •Пример 6.7
- •Пример 6.8
- •7 Усиление соединений конструкций
- •7.1 Сварные соединения
- •7.2 Устранение дефектов сварных соединений
- •Продолжение таблицы 7.1
- •Окончание таблицы 7.1
- •7.3 Усиление соединений со стыковыми швами
- •7.4 Усиление соединений с угловыми швами
- •1, 2, 3, 4 — Порядок выполнения сварных швов
- •7.5 Конструктивные и технологические требования при усилении сварных соединений
- •7.6 Заклепочные и болтовые соединения
- •7.7 Примеры расчета усилений соединений конструкций
- •8 Устранение дефектов и повреждений стальных конструкций
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Окончание таблицы 8.1
- •1, 2, 3, 4 — Последовательность варки вставки
- •9 Усиление конструкций путем увеличения сечения
- •9.1 Общие положения
- •9.2 Расчет усиления центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов на прочность и устойчивость
- •9.3 Расчет усилений внецентренно-нагруженных элементов на прочность и устойчивость
- •9.4 Расчет усиления изгибаемых элементов
- •9.5 Расчет присоединения элементов усиления
- •9.6 Требования к технологии выполнения работ по усилению конструкций путем увеличениясечения
- •9.7 Примеры расчета усилений конструкций путем увеличения сечения
- •Приложение а
- •Данные из ранее действовавших государственных стандартов и технических условий на сталь
- •Окончание таблицы а.1
- •Продолжение таблицы а.2
- •Окончание таблицы а.2
- •Приложение б
9.4 Расчет усиления изгибаемых элементов
9.4.1 При усилении изгибаемых элементов наиболее рациональными являются такие схемы, когда усиливаемые элементы располагаются по возможности дальше от центра тяжести сечения усиливаемого элемента. Это приводит к увеличению момента инерции сечения и увеличению жесткости балки. Наиболее рациональными по расходу стали являются схемы усилений балок, приведенные на рисунке 9.5(а—п).
9.4.2 При усилении балок элементы усиления необходимо располагать только на участках с максимальными изгибающими моментами (рисунок 9.5р, с). Крепление дополнительных элементов усиления для конструкций, работающих в условиях низких температур, агрессивных средах, циклических и динамических нагрузок рекомендуется производить только сплошными швами или на болтах, в остальных случаях допускается применение прерывистых швов.
9.4.3 Проверку прочности балок, усиленных путем увеличения сечения, рекомендуется выполнять по формуле
(9.22)
где Wtotn —момент сопротивления сечения нетто усиленного стержня, м3;
М = 0,95 —для конструкций 1класса иМ = 1 —для остальных классов конструкций.
9.4.4 Проверку прочности стенки на срез, на действие местных и приведенных напряжений проводят в соответствии с 5.12, 5.13, 5.14* СНиП II-23, с учетом изменившихся характеристик сечения после проведения усиления.
1 — усиливаемый элемент; 2 — элемент усиления; 3 — поперечные ребра жесткости
Рисунок 9.5 — Усиление изгибаемых элементов путем увеличения сечения (а—с)
9.4.5 Для увеличения прочности стенки балки, работающей на статическую нагрузку, и повышение ее местной устойчивости можно устанавливать наклонные ребра (рисунок 9.6а). Размеры наклонного ребра принимают: ширину br (hw / 30 + 40) мм, толщину мм, причем момент инерции сечения ребра относительно своей оси должен быть не менее (гдеhw и tw — соответственно высота и толщина стенки балки).
9.4.6 Для увеличения местной устойчивости и прочности верхней зоны стенки балок, работающих на статическую нагрузку, можно использовать схему усиления, приведенную на рисунке 9.6б. Здесь высота листа принимается равной hr = (0,2 – 0,25) · hw, а толщина tr определяется расчетом из условия прочности верхней зоны стенки от местных нагрузок.
Рисунок 9.6 — Усиление стенки балки:
а — наклонными ребрами;
б — дополнительными листами
9.4.7 Деформативность балок, усиленных путем увеличения сечения, проверяют по формуле
(9.23)
где fu —предельный прогиб, см, принимаемый по СНиП 2.01.07 или установленный на основе исследований фактической работы балок в конкретных условиях.
Прогиб балок f, см, определяют по формуле
f = f0 + fw + f, (9.24)
где f0 —начальный прогиб, см, определяемый по данным обследования или расчетом для нагрузок, действовавших в момент усиления по характеристикам брутто усиливаемого элемента;
fw —дополнительный прогиб при усилении элемента с использованием сварки, см, определяемый по 9.4.9;
f —приращение перемещения от нормативных нагрузок, приложенных после усиления, см, определяемое расчетом по характеристикам брутто усиленного элемента.
9.4.8 Дополнительные прогибы от сварки допускается не учитывать:
при уровне начального нагружения 0 0,3;
при несимметричном одностороннем усилении элементов со стороны растянутых волокон;
при усилении неразрезных многопролетных элементов (например, неразрезных балок) либо элементов рамных конструкций, имеющих жесткие узлы сопряжения с примыкающими элементами.
9.4.9 При усилении балок на части их длины (см. рисунок 9.5p) значения fw, см, могут быть определены по формуле
(9.25)
где l —пролет балки, см;
lr —длина элемента усиления, см;
—коэффициент, учитывающий тип присоединения, пpи сплошных швах= 1, при сварных шпонках равен отношению длины шва шпонки к шагу шпонок;
V —параметр продольного укорочения элемента от наложения одиночного шва, см2,
V = 0,04kf2,
здесь kf —катет связующих швов, см;
yi —расстояние отi-го шва до центральной оси усиленного сечения, принимаемое со своим знаком, см;
ni — коэффициент, учитывающий начальное напряженно-деформированное состояние элемента и схему его усиления,
здесь u = 1,5 —при швах, расположенных в растянутой зоне сечения;
u = 0,5 —при швах, расположенных в сжатой зоне, в расчетах на устойчивость; иu = 0,7 —в расчетах на деформативность;
u =1 — при схемах усиления, связанных с наложением двусторонних швов, расположенных в растянутой и сжатой зонах сечения. Зависимостиn(i) показаны на рисунке 9.7.
i — коэффициент, характеризующий уровень начальных напряжений в зонеi-го шва в наиболее нагруженном сечении элемента,
i = 0i / Ry0,
здесь 0i —то же, что в формуле (9.2)при геометрических характеристиках сечения брутто; положительными считаются напряжения сжатия.
Сплошными линиями обозначены рекомендуемые значения, пунктирными — допускаемые значения
Рисунок 9.7 — Зависимости n()
9.4.10 Прогибы f усиленных конструкций не должны превышать значений, рекомендуемых таблицей 19* СНиП 2.01.07. Допускается увеличение прогиба для балок и прогонов класса 3 по 9.1.7 до f = l/150, если это не препятствует нормальной эксплуатации.