05. МР по технологии усиления металлических конструкций на реконструируемых объектах. Протокол 5 от 31. 05. 84 Киев 1984

НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА ГОССТРОЯ УССР
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ТЕХНОЛОГИИ УСИЛЕНИЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
НА РЕКОНСТРУИРУЕМЫХ ОБЪЕКТАХ
Одобрены Ученым советом НИИСП Госстроя УССР
Протокол № 5 от 31.05.84
КИЕВ 1984
Настоящие методические рекомендации распространяются на технологию усиления стальных конструкции промышленных зданий и сооружений при реконструкции и технологическом перевооружении предприятий различных отраслей промышленности.
Предназначены для инженерно-технических работников,
разрабатывающих проекты производства работ, а, также для специалистов ремонтных и строительных организаций, связанных с усилением металлических конструкций.
Методические рекомендации разработали: канд. техн. наук В.С.
Балицкий (НИИСП Госстроя УССР), канд. техн. наук А.С.
Файвусович, инженеры Е.П. Уваров, Л.Л. Михеева
(Ворошиловградский филиал НИИСП Госстроя УССР); кандидаты техн. наук Е.Д. Косенков, В.Г. Колесниченко, инженеры З.М.
Раскина, Г.Н. Тонкачеев, Н.Н. Шевцова (Макеевский инженерностроительный институт); канд. техн. наук В.К. Черненко, инж. С.В.
Кожемяка (Киевский инженерно-строительный институт); инж.
Е.С. Кривицкий (УкрПТКИмонтажспецстрой
Минмонтажспецстроя УССР; инж. В.П. Зайцев (ЦНИИОМТП
Госстроя СССР).
Научные руководители кандидаты техн. наук В.С. Балицкий, Е.Д.
Косенков.
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
1

СОДЕРЖАНИЕ
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
2

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие методические рекомендации распространяются на усиление основных несущих стальных конструкций каркасов промышленных зданий, транспортных и пешеходных галерей,
крановых эстакад, надземных трубопроводов и других аналогичных сооружений.
Не рассматривается технология усиления оболочек листовых конструкций (резервуаров, бункеров, силосов и т.д.), высотных сооружений (опор ЛЭП, башенных и мачтовых конструкций),
гидротехнических сооружений,
настилов рабочих площадок,
магистральных трубопроводов, а также конструкций зданий и сооружений, подвергающихся сейсмическим воздействиям.
1.2. Настоящие рекомендации разработаны с учетом основных положений
,
1.3. Предусматривается применение индустриальных методов производства работ, основанных на применении конструкций заводского изготовления максимальной готовности. Выбор метода усиления и
разработка проекта производства работ осуществляется после обследования конструкций, поверочных расчетов и технико-экономического анализа различных вариантов усиления.
1.4. При разработке проектов производства работ по усилению металлических конструкций следует стремиться к максимальному
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
3

сокращению сроков остановочного периода основного технологического процесса промышленного предприятия.
1.5.
К
производству работ по усилению металлических конструкций следует допускать специализированные бригады,
прошедшие обучение с
учетом настоящих методических рекомендаций.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И
ТЕХНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ К
КОНСТРУКЦИЯМ УСИЛЕНИЯ
2.1. Для элементов и конструкций усиления следует поменять углеродистую сталь марок ВСт3кп2, ВСт3пс6, ВСт3сп5 по ТУ
14-1-3023-80 (допускается применять по
-71) и по для труб, а также низколегированную сталь марок 09Г2,
09Г2С по ТУ 14-1-3032-80 (допускается применять по
-73 для фасонного проката и по для листового проката) и 10Г2С1 по
. Марку стали следует выбирать в зависимости от степени ответственности усиливаемых конструкций и условий их эксплуатации в соответствии со
Для элементов усиления следует применять следующие виды прокатов: сталь угловая по ГОСТ 8509-72 и
-72,
швеллеры по
-72,
сталь листовая горячекатаная по
, сталь прокатная широкополосная универсальная по
, сталь полосовая по
-71,
сталь горячекатаная квадратная по
-71, трубы стальные бесшовные горячедеформированные по ГОСТ 6732-78.
Для предварительно напряженных конструкций рекомендуется применять канаты спиральные по
,
,
-74,
и
; канаты закрытые несущие по
, ГОСТ 18902-73,
и
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
4

Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759-70 (грубой,
нормальной и
повышенной точности)
и
(высокопрочные).
При этом для фиксации положения усиливающих элементов или узлов следует применять болты по и
и гайки к ним по
При ограничении деформаций соединений следует применять болты повышенной точности по и гайки к ним по
. В болтовых соединениях, воспринимающих рабочие нагрузки, следует применять болты повышенной и нормальной точности по
(гайки к ним по
), а также высокопрочное болты по
(гайки к ним по и шайбы по
).
Для сварки стальных конструкций следует применять электроды для ручной дуговой сварки типа Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50 Э50А
по
2.2. Проект производства работ по усилению конструкций необходимо разрабатывать на основании данных о фактическом состоянии усиливаемых конструкций, данных о действующих и проектируемых нагрузках, фактических технологических режимах и степени воздействия агрессивности среды, а также результатов лабораторных испытаний образцов из стали. Размеры конструкций усиления проектируются на основании обмерочных чертежей,
учитывающих фактические размеры усиливаемых конструкций.
Размеры конструкций усиления назначаются с учетом требований унификации. Количество типоразмеров, профилей, сечений в пределах реконструируемого объекта необходимо сводить к минимуму.
Монтажные узлы конструкций усиления должны обладать компенсационной способностью,
т.е.
предусматривать возможность погашения монтажных зазоров (которые должны быть не менее 50 мм) и неточности в размерах усиливаемых элементов. Допуски элементов и конструкций назначаются в соответствии со
Максимальные размеры усиливающих элементов следует назначать исходя из наличия свободного пространства в зоне монтажа, возможности установки этих элементов в связи со стесненностью мест их заводки, с учетом характеристики монтажных механизмов. Для гибких длинномерных элементов,
устанавливаемых при усилении методом увеличения сечения,
максимальная длина монтажных элементов назначается исходя из
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
5

предельно допустимой гибкости элемента в процессе подъема. При невозможности монтажа конструкций усиления укрупненными блоками следует предусматривать на заводе-изготовителе контрольную сборку конструкций, монтируемых поэлементно.
2.3. При проектировании конструкций усиления необходимо учитывать воздействие агрессивной среды реконструируемого промышленного объекта и указывать решения по защитному покрытию. Конструкции, работающие в агрессивной среде,
рекомендуется проектировать из замкнутых профилей
(трубчатого, коробчатого и т.п. сечений). При этом необходимо учитывать, что особенно нетехнологичны в эксплуатации сечения из спаренных уголков. При установке элементов усиления необходимо предусматривать зазоры для свободного восстановления антикоррозионного покрытия.
Конструкции усиления следует проектировать таким образом,
чтобы наиболее ответственные узлы (опорные узлы ригелей поперечных рам, стыки растянутых поясов ферм, узлы опирания и монтажные стыки подкрановых балок и т.п.) находились вне зон систематического увлажнения и были доступны для регулярных осмотров и ремонтов работниками службы эксплуатации зданий и сооружений действующего предприятия: анкерные болты,
размещаемые на базах колонн, должны располагаться выше нулевой отметки, предварительно напряженные конструкции не должны подвергаться непосредственному воздействие повышенных температур » и т.п.
2.4. В промышленных зданиях и сооружениях, технологические процессы которых связаны с пожаро- и взрывоопасностью, следует исключать сварочные работы,
предусмотрев монтажные соединения на болтах (обычных иди высокопрочных).
2.5. На конструкциях усиления следует предусматривать устройства для их строповки, которые необходимо включать в спецификацию отправочного элемента. Они должны располагаться таким образом, чтобы вертикальная ось крюка подъемного механизма совпадала с
центром тяжести поднимаемой конструкции. Кроме того, элементы усиления должны быть снабжены приспособлениями для сборки и выверки (различного рода фиксаторами и т.п.).
На конструкциях усиления необходимо предусматривать устройства для установки домкратов, винтов, рычагов, стяжек,
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
6

контрольно-измерительных приборов (индикаторов, тензометров,
прогибомеров и т.д.).
2.6. Болтовые соединения конструкций усиления следует располагать с учетом требований простоты закручивания гаек и регулирования усилий типовыми монтажными инструментами.
При этом должна быть обеспечена возможность поддержки головки болта при затягивании гайки.
При закреплении конструкций усиления болтовыми соединениями необходимо проверить возможность размещения болтов на усиливаемой конструкции: минимальное расстояние между центрами болтов 2,5d, минимальное расстояние от центра болта до края элемента вдоль усилия 2d, поперек усилия при прокатных кромках - 1,2d, при обрезках - 1,5d (d - диаметр отверстия для болта). При проектировании болтовых соединений в случае усиления элементов, для которых определяющим является не устойчивость, а прочность усиленного стержня, следует стремиться к минимальному ослаблению сечения.
Сварные соединения должны назначаться таким образом, чтобы расстояние между существующими сварными швами усиливаемой конструкции и монтажными сварными швами было не менее 50 мм.
В сварных монтажных узлах, выполняемых в проектном положении, должны быть предусмотрены отверстия для сборочных болтов, что позволит исключить процессы разметки и выноски осей, подгонки и фиксации элементов с помощью струбцин.
Для быстрого, точного и безопасного сопряжения элементов при монтаже следует предусматривать установку опорных столиков.
2.7.
При конструировании сварных соединений следует соблюдать следующие правила:
расположение монтажных сварных швов предусматривать в местах, удобных для выполнения сварочных работ; учитывать предельные габариты выступающих деталей,
при которых возможна сварка; избегать потолочных швов;
избегать скоплений и пересечений швов, а также швов,
образующих замкнутый контур; во всех случаях сварные швы должны быть сплошными;
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
7

в усиливаемых под нагрузкой конструкциях нельзя предусматривать сварные швы,
расположенные поперек действующих усилий;
при проектировании стыковых соединений листов разной толщины, если разница между толщинами стыкуемых элементов более 4 мм, а величина уступа более 1/8 толщины более тонкого листа, предусматривать на более толстом листе переходной скос с уклоном 1:5;
размеры сварных швов назначать из расчета передачи необходимых усилий и принимать в соответствии со форму сварных швов принимать в зависимости от толщины свариваемых элементов и типа шва в соответствии с
2.8. До принятия решения об усилении конструкции с применением сварки на стадии проведения обследования материал усиливаемых конструкций должен быть проверен на свариваемость. Оценку свариваемости проводят по химическому составу через эквивалент углерода и по результатам испытания на свариваемость по конструкций из несвариваемой стали следует предусматривать на болтах.
Комбинированные соединения разной жесткости,
например заклепочные или на обычных болтах совместно со сварными,
запрещаются.
Монтажные соединения клепаных конструкций должны выполняться на болтах повышенной прочности или на высокопрочных болтах,
обеспечивающих близкое к заклепочному малодеформативное соединение.
При проектировании конструкций усиления путем увеличения сечения элементов следует руководствоваться следующими требованиями:
радиус инерции нового сечения должен быть больше существующего;
центровку элементов в узлах следует сохранять неизменной,
располагая детали усиления так, чтобы центры тяжести основного и усиленного сечения элементов совпадали или были близки к нему;
при усилении растянутых элементов концы деталей усиления должны быть заведены за пределы зоны максимальных напряжений усиливаемого элемента. В решетчатых конструкциях
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
8

участками меньших напряжений являются концы элементов усиления и фасонки поясов;
следует стремиться к
сохранению прежних габаритов усиливаемой конструкции; для этого дополнительные элементы желательно располагать внутри усиливаемых;
необходимо избегать вырезания деталей, препятствующих прикреплению элементов усиления по всей длине
(ребер жесткости, сухариков, накладок и т.д.).
3. КЛАССИФИКАЦИЯ
МЕТОДОВ УСИЛЕНИЯ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Усиление стальных конструкций может осуществляться следующими методами (рис. 1): введением дополнительных ненапрягаемых элементов; введением предварительно напрягаемых гибких или жестких элементов подведением дополнительных разгружающих элементов (конструкций);
усилением стыковых соединений конструкций, и их элементов;
исключением элементов из конструкций.
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
9

Рис. 1. Классификация методов усиления
3.2. С целью повышения несущей способности отдельных элементов и их соединений следует использовать следующие методы усиления:
постановка дополнительных деталей,
включаемых в совместную работу с усиливаемыми элементами;
усиление сварных, заклепочных, болтовых соединений элементов.
Ряд способов - регулирование усилий в балочных конструкциях за счет изменения уровня опор, включение в работу фонаря,
соединение несущих и ограждающих конструкций для совместной их работы и другие - не вошли в приведенную классификацию по
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
10

причине содержания в себе тех же элементов технологического состава методов производства работ по усилению конструкций.
3.3. Приведенная классификация охватывает существующие методы усиления стальных конструкций и может служить основанием для составления вариантов, выбора и обоснования технических решений усиления конструкций при разработке ППР,
а также для разработки новых методов усиления.
3.4.
Характеристика производства работ по усилению различными методами приведена в таблице.
Таблица
Методы усиления стальных конструкций
Метод усиления
Способ усиления
Схема усиления
Область применения и особенности усиления
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
11

Увеличение поперечного сечения усиливаемого элемента
Усиление любого конструктивного элемента.
Усиливающие детали растянутых элементов должны доводиться до конца старых элементов.
Требуется предварительная разгрузка конструкций до
50%
Постановка дополнительных ненапрягаемых элементов
Введение дополнительных стержней в решетчатых конструкциях:
шпренгельных элементов,
связей, стоек раскосов
Уменьшение гибкости элементов решетчатых конструкции,
увеличение пространственной жесткости,
значительные погнутости стержней (прогиб
50-70 мм)
Постановка дополнительных ненапрягаемых элементов
Постановка дополнительных ребер и диафрагм жесткости накладок,
косынок,
коротышей
Повышение местной устойчивости конструкций,
жесткости узлов и сопряжений. Не рекомендуется устанавливать накладку в конструкциях, к сварным соединениям
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
12

которых предъявляются особо высокие требования
Введение предварительно ненапрягаемых элементов
Введение и напряжение затяжек
Усиление одно- и многопролетных балочных, а также рамных конструкций
Постановка оттяжек и гибких связей
Разгрузка колонн и увеличение жесткости подкрановых балок. Гибкие крестовые связи при большой высоте и длине пролетов более рациональны, чем жесткие диагональные раскосы.
Применение ограничено, так как требуется наличие свободного пространства
Введение предварительно напряженных гибких элементов
Настройка висячих и вантовых систем
Усиление конструкций
(преимущественно ферм) при наличии надежных существующих опор для крепления вант.
Ферму можно
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
13

подвешивать и в том случае, если,
имеется более высокий смежный пролет
Установка и напряжение диагональных раскосов
Увеличение жесткости рамы и разгружение ее стоек. Требуется наличие свободного пространства
Введение предварительно напряженных жестких элементов
Установка и напряжение шпренгеля
Усиление ферм и балок. Требуется наличие свободного пространства под нижним поясом конструкции.
Шпренгель в случае необходимости может располагаться в пределах высоты усиливаемой конструкции в виде двух симметричных ветвей
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
14

Усиление косыми стойками
Усиление сжатоизогнутых стоек.
Предварительно сжатые косые стойки устанавливаются под максимальным углом по боковым граням усиливаемой стойки
Введение предварительно напряженных жестких элементов
Установка предварительно напряженных телескопических труб
Увеличение жесткости рам и разгрузки ее стоек. Требуется наличие свободного пространства
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
15

Установка дополнительных колонн
Разгрузка существующих опор и уменьшение пролета несущих балочных конструкций.
Требуется наличие свободного пространства.
Применяется в тех случаях, когда все остальные способы не применимы
Подведение дополнительных разгружающих конструкций
Установка дополнительных балочных конструкций
Уменьшение нагрузки на существующие балки,
разгружение несущих конструкций, а также необходимость удаления колонн при перепланировке цеха
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
16

Увеличение длины существующих сварных швов.
Увеличение толщины существующих сварных швов
Увеличение несущей способности соединений и конструкций в целом, а также устранение дефектов и повреждений сварных соединений.
Толщину существующих сварных швов следует увеличивать только в том случае, если нет места для увеличения их длины
Увеличение несущей способности соединений элементов и конструкций
Постановка дополнительных обычных болтов,
замена болтов на больший диаметр.
Постановка высокопрочных болтов
Усиление и устранение дефектов,
повреждений болтовых и заклепочных соединений
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
17

  1   2   3   4