Дополнительные требования по проектированию конструкций зданий и сооружений при реконструкции

20.1*. Расчетные сопротивления проката и труб конструкций следует назначать в соответствии с п. 3.1*. При этом значение предела текучести стали R_yn и временного сопротивления R_un следует принимать:

для сталей, у которых приведенные в сертификатах или полученные при испытаниях значения предела текучести и временного сопротивления соответствуют требованиям действовавших во время строительства государственных стандартов или технических условий на сталь - по минимальному значению, указанному в этих документах;

для сталей, у которых приведенные в сертификатах или полученные при испытаниях значения предела текучести и временного сопротивления ниже предусмотренных государственными стандартами или техническими условиями на сталь, действовавшими во время строительства, - по минимальному значению предела текучести из приведенных в сертификатах или полученных при испытаниях.

Коэффициент надежности по материалу следует принимать:

для конструкций, изготовленных до 1932 г., и для сталей, у которых полученные при испытаниях значения предела текучести ниже 215 МПа (2200 кгс/см²), γ_m = 1,2;

для конструкций, изготовленных в период с 1932 по 1982 г., - γ_m = 1,1 для сталей с пределом текучести до 380 МПа (3850 кгс/см²) и γ_m = 1,15 для сталей с пределом текучести свыше 380 МПа (3850 кгс/см²);

для конструкций, изготовленных после 1982 г., - по табл. 2 и табл. 49,a₁.

Допускается назначать расчетные сопротивления по значениям R_yn и R_un, определенным по результатам статистической обработки данных испытаний не менее чем 10 образцов в соответствии с указаниями прил. 8, а.

20.2. Оценку качества материалов следует производить по данным заводских сертификатов или по результатам испытаний образцов. Испытания следует выполнять при отсутствии исполнительной документации или сертификатов, при недостаточности имеющихся в них сведений или обнаружении повреждений, которые могли быть вызваны низким качеством материалов.

20.3. Определение при испытаниях показателей качества металла, отбор проб для химического анализа и образцов для механических испытаний и их число следует производить в соответствии с указаниями прил. 8, а.

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

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

При отсутствии установленных нормами необходимых данных допускается:

для угловых швов принимать R_wun = R_un; γ_wm = 1,25; β_f = 0,7 и β_z = 1,0, считая при этом γ_c = 0,8;

для растянутых стыковых швов принимать R_wy = 0,55 R_y для конструкций, изготовленных до 1972 г., и R_wy = 0,85 R_y - после 1972 г.

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

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

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

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

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

Таблица 49, а

Напряженное состояние	Условное обозначение	Группа соединения	Расчетные сопротивления заклепочных соединений, МПа (кгс/см2)
срезу и растяжению заклепок из стали марок	смятию соединяемых элементов
Ст2, Ст3	09Г2
Срез	Rrs	В	180 (1800)	220 (2200)	-
С	160 (1600)	-	-
Растяжение (отрыв головки)	Rrt	B, C	120 (1200)	150 (1500)	-
Смятие	Rrp	В	-	-	Rrp = 2 Ry
С	-	-	Rrp = 1,7 Ry

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

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

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

Таблица 49, а₁

Государственный стандарт или технические условия на прокат	Коэффициент надежности по материалу γm
ТУ 14-1-3023-80, ГОСТ 23570-79	1,025
ГОСТ 380-71**, ГОСТ 14637-79*, ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73* [стали с пределом текучести до 380 МПа (39 кгс/мм2) и сталь марки 14Г2АФ]; ТУ 14-1-1217-75	1,050
ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73* [стали с пределом текучести свыше 380 МПа (39 кгс/мм2), кроме стали марки 14Г2АФ]	1,100
ТУ 14-1-1308-75, ТУ 14-1-1772-76	1,150

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

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

20.10*. Конструкции, не удовлетворяющие требованиям разд. 5, 7-11, 13 (табл. 40* пп. 13.29-13.43, 13.45) и п. 16.3 настоящих норм, должны быть, как правило, усилены или заменены, за исключением случаев, указанных в данном разделе.

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

20.11. Допускается не усиливать элементы конструкций, если:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

20.16*. При расчете элементов конструкций, усиленных путем увеличения сечения, следует, как правило, учитывать разные расчетные сопротивления материала конструкции и усиления. Допускается принимать одно расчетное сопротивление, равное меньшему из них, если они отличаются не более чем на 15 %.

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

, (163, б)

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

k ₁, k ₂ - коэффициенты, вычисляемые по формулам:

, (163, в)

здесь R_ya - расчетное сопротивление металла усиления;

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

А_tot, I_tot - то же, усиленного элемента в целом.

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

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

Проверку на прочность элементов, рассчитанных в соответствии с п. 20.16 как для однородного сечения [кроме расчета по формулам (39), (40) и (49) норм], допускается выполнять на полное расчетное усилие без учета напряжений, существовавших до усиления, а при проверке стенок на местную устойчивость допускается использовать коэффициент условий работы γ_с = 0,8.

20.18*. Допускается не усиливать существующие стальные конструкции, выполненные с отступлением от требований пп. 12.8, 12.13, 12.19*, 13.5, 13.6, 13.9*, 13.14, 13.16, 13.19*, 13.25, 13.27, 13.46*, 15.11*, 15.13, 16.15*-16.18, 16.23 при условии, что:

отсутствуют вызванные этими отступлениями повреждения элементов конструкций;

исключены изменения в неблагоприятную сторону условий эксплуатации конструкций;

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

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

ПРИЛОЖЕНИЕ 1