Реконструкція та ремонт будівель і споруд міського господарства

 

4.2.3 Клас сталі елементів  підсилення необхідно призначати за СНіП ІІ-23 з урахуванням якості сталі конструкції, що підсилюється. Якщо існуючі конструкції виконані без застосування зварювання і відсутні дані про зварюваність сталі, то зварювання можна застосовувати тільки після проведення оцінки зварюваності.

 

4.2.4 При підсиленні конструкцій, які експлуатуються в агресивному середовищі, корозійна стійкість металу елементів підсилення повинна бути не нижче стійкості металу конструкції, що підсилюється.

 

4.2.5 Для металу елементів  старих конструкцій, що зберігаються при ремонті, і для їх з’єднань слід уточнювати механічні характеристики відповідно до ДБН 362.

 

4.3 Класифікація  способів ремонту і підсилення

 

4.3.1 Основними способами  ремонту і підсилення сталевих  конструкцій є:

- збільшення площі  поперечного перерізу окремих елементів конструкції; заміна елементів;

- зміна конструктивної  схеми всієї споруди або її  окремих елементів, у результаті  чого міняється розрахункова  схема;

- зміна виду з'єднань  елементів і конструкцій;

- регулювання напружень.

 

Кожен із цих способів може застосовуватися самостійно або у комбінації з іншими. При виборі способу підсилення і розробці проекту підсилення необхідно враховувати вимоги монтажної технологічності.

 

4.3.2 При проектуванні  підсилення способом збільшення  перерізів необхідно:

 

- забезпечити надійну спільну роботу елементів підсилення і підсилюваного елемента, у тому числі виконати вимоги місцевої стійкості (розміри звисів, вигинів) і неспотворення перерізу (установлення в необхідних випадках ребер, діафрагм тощо);

- не допускати вирішень, що утруднюють проведення заходів щодо антикорозійного захисту, що спричиняють щілинну корозію та утворення замкнутих порожнин, застосовуючи при потребі герметизацію щілин;

- визначати місця обриву  елементів підсилення за умови  роботи непідсилених перерізів при дії розрахункових навантажень у пружній стадії, не допускаючи різких концентрацій напружень у зазначених місцях;

- враховувати наявність  конструктивного оформлення вузлів, ребер жорсткості, прокладок та  ін., а також допустимість збільшення габаритів будівельних конструкцій;

- забезпечувати технологічність  провадження робіт із підсилення, зокрема, можливість зварювання, свердління отворів, закручування  болтів та ін.

 

4.3.3 Підсилення конструкцій  заміною елементів слід виконувати  за повної неможливості підсилити відповідний елемент і, як правило, здійснювати повторенням попереднього конструктивного вирішення.

 

4.3.4 Основними способами  зміни конструктивної схеми є:

- введення жорстких  конструкцій і зв'язків, які  забезпечують передачу навантажень із рядових поперечників на торці будинку і використовуються за необхідності підсилення великої кількості перевантажених колон;

- введення шпренгелів, що розвантажують елементи ферм  і зменшують їх розрахункову  довжину;

- перетворення розрізних  конструкцій в нерозрізні;

- введення в існуючу  конструкцію додаткових шарнірів, які знижують згинальні моменти;

- включення ліхтарів  у роботу кроквяних конструкцій;

- створення розподільних  конструкцій, що передають локальні  навантаження на декілька елементів.

 

При підсиленні конструкцій зі зміною конструктивної схеми необхідно:

- враховувати перерозподіл  зусиль у конструкціях, елементах,  вузлах, а також  в опоpax, включаючи додаткові перевірки фундаментів;

- враховувати зміну  розрахункової довжини елементів,  особливо при використанні таких змін розрахункової схеми, коли ця довжина збільшується;

- враховувати різницю  температур, якщо існуючі та нові  конструкції можуть експлуа-туватися  в різних температурних режимах,  а також температурний режим  при замиканні ста- тично невизначених систем.

 

4.3.5 Зміну виду з'єднань  елементів і конструкцій, як  правило, зводять до заміни  роз- ладнаних заклепкових з'єднань  фрикційними сполученнями на  високоміцних болтах або за- клепкових  і болтових з'єднань зварними. При цьому не рекомендується утворення комбіно- ваних з'єднань із передачею частини зусиль на болти, а іншої частини - на зварювання.

 

4.3.6 Спосіб підсилення  конструкцій, що передбачає регулювання  напружень, дозволяє зменшити  зусилля, які діють у конструкції.  Перевага його полягає в тому, що підсилення може виконуватися без розвантаження конструкцій і зупинки технологічного процесу.

 

Конструктивне регулювання  напружень здійснюють одним із таких  способів:

- введенням у конструктивну  схему напружуючих затяжок із  пристроями для їх натя-гування;

- тимчасовим зняттям  зв'язків або розніманням з'єднань, навантаженням частини конструкцій,  що залишилась (наприклад, з використанням  гідродомкратів), і відновленням  зв'язків або сполучень під  навантаженням;

- частковим розвантаженням  системи від дії навантажень типу власної ваги та уста-новкою в цьому стані додаткових елементів, що включаються в роботу після відновлення по- вного навантаження.

 

При регулюванні зусиль у системі величину зусиль попереднього напруження слід ко-ригувати залежно від температури замикання.

 

4.4 Проектування  підсилення сталевих конструкцій

 

4.4.1 Елементи підсилення  необхідно проектувати, як правило,  орієнтуючись на їх повне виготовлення  в заводських умовах. В особливих  випадках допускається виготовлення   деталей підсилення з припуском і наступною обробкою на місці установки.

 

З'єднання деталей  підсилення з існуючими конструкціями  виконується на зварюванні болтами  класу точності А и В за ГОСТ 7805 чи на високоміцних болтах. Якщо є небезпека виникнення крихкого руйнування та руйнування від втомлення, то приєднання елементів підсилення треба здійснювати з допомогою високоміцних болтів або болтів класу точності А. При відповідному обґрунтуванні допускається застосування в з'єднаннях дюбелів і самонарі-(гвинтів.

 

4.4.2 При ремонті сталевих балок необхідно враховувати:

- умови опертя на  балку елементів перекриттів  чи покриттів (по верхньому  чи нижньому поясах);

- можливість збільшення  будівельної висоти балки і  наявність простору для розміщення  елементів підсилення;

- можливість виконання робіт без зупинки виробництва чи під час природних техноло-логічних перерв;

- технологічні можливості  виготовлення і монтажу елементів  підсилення.

 

Якщо при збільшенні навантажень не забезпечена міцність стінки балки по зрізу або її стійкість, то рекомендується установка додаткових поперечних, поздовжніх чи похилих ребер жорсткості. При установленні додаткових ребер рекомендується використовувати однобічне розташування ребер і шви мінімального катета.

 

4.4.3 Ремонт підкранових  балок під крани з режимами роботи 7К та 8К за ГОСТ 25546, які мають ушкодження у вигляді тріщин від втомлення, допускається як тимчасовий захід при неможливості зупинки виробництва для заміни балок. При кранах з іншими режимами роботи можливий ремонт, розрахований на тривалий термін експлуатації.

 

Підсилення верхніх  поясів підкранових балок улаштуванням додаткових чи похилих пластин необхідно  проводити з використанням методів  зниження концентрації напружень у  кінцях монтажних швів з допомогою  підкладок, що залишилися, з виведенням швів на ці під-кладки, виконанням закруглень, обварки торців тощо.

 

Одночасно з підсиленням  підкранових балок для збільшення їх ресурсу рекоменду-      ється використання поліпшених способів кріплення рейки до балки, зокрема, установлення   пружних прокладок або використання тангенціальних прокладок.

 

4.4.4 При ремонті ферм  способом збільшення перерізів  стержнів необхідно прагнути    до збереження центрування у  вузлах ферм. При підсиленні стиснутих  стержнів доцільно роз-ташовувати  елементи таким чином, щоб максимально збільшити радіус інерції перерізу, при цьому елементи підсилення можуть не заводитися на фасонки, якщо забезпечена міцність непідсиленого перерізу. Елементи підсилення розтягнутих стержнів заводяться на фасонки на довжину, достатню для передачі частини зусилля, яке сприймається ними.

 

4.4.5 Ремонт колон необхідний  у випадку істотного корозійного  зносу при значних  локальних  ушкодженнях. Через складність  розвантаження колон їх ремонт  звичайно викону-ється під навантаженням.

 

При підсиленні колон способом збільшення перерізів використовуються симетричні і несиметричні схеми підсилення. При підсиленні центрально стиснутих колон і стояків вико-ристовуються симетричні схеми чи схеми підсилення, що забезпечують мінімальне зміщення центра ваги підсиленого перерізу від лінії дії стискальних зусиль. При підсиленні відцентрово 

стиснутих колон з переважаючими моментами одного знака необхідно використовувати не- симетричні схеми підсилення зі зміщенням центра ваги підсиленого перерізу у бік дії моменту.

При недостатній несучій  спроможності опорної плити її підсилення треба виконувати шляхом встановлення додаткових ребер, що зменшують розміри  ділянок плити.

 

При перенапруженні анкерів  необхідне встановлення додаткових фундаментних болтів із закріпленням їх в існуючих фундаментах або у додатковому набетонуванні.

 

4.4.6 При використанні  зварювання необхідно передбачати  заходи для зменшенння і регулювання  зварювальних деформацій. Катети  швів для цього необхідно приймати  мінімально допустимими за СНіП ІІ-23. При накладанні декількох близько розташованих швів слід розробляти проект провадження зварювальних робіт із зазначенням послідовності накла- дання швів і температурних режимів підігрівання і зварювання.

 

4.4.7 При підсиленні  статично навантажених конструкцій, які експлуатуються в неаг- ресивному середовищі, необхідно використовувати переривчасті (шпонкові) шви. Крок  шпонок слід приймати максимально допустимим за розрахунком, але не понад 80 і_min   у розтягнутих і 40 i_min у стиснутих елементах підсилення. Тут i_min - мінімальний радіус інерції елемента підсилення відносно - його власної центральної осі.

 

Для конструкцій, що працюють при динамічних навантаженнях, використання перери- вчастих швів не допускається.

 

 

4.5 Розрахунок  конструкцій підсилення

 

 

4.5.1 При розрахунку  на стійкість і деформативність  елементів, що підсилюються під  навантаженням, необхідно враховувати  початкові і додаткові їх деформації, що виникают  на стадії підсилення (зокрема, додаткові прогини, що  виникають при підсиленні з  допомогою зварювання). Скривлення від зварювання при перевірці стійкості стиснутих і відцентрово стиснутих елементів і елементів, що працюють на стиск із вигином, слід враховувати введенням додаткового коефіцієнта умов роботи g_с = 0,8.

 

4.5.2 При розрахунку підсилення елементів конструкцій на міцність і деформативність коефіцієнти умов роботи приймаються у відповідності зі СНіП ІІ-23. У розрахунках на загагальну стійкість коефіцієнт умов роботи Y_с приймається рівним 0,9, якщо СНіП ІІ-23 не передбачене менше значення g_с. Для елементів, що підсилюються збільшенням площі поперечного перерізу, слід враховувати зміну положення центру ваги поперечного перерізу при симетри-чному збільшенні його площі.

 

4.5.3 Коефіцієнт надійності  за відповідальністю g_n приймають за ГОСТ 27751.  При цьому для будинків і споруд III рівня відповідальності на стадіях підготовки і виконання ремонтних робіт допускається приймати g_n = 0,8 (як для тимчасових будинків і споруд), якщо тривалість перебування конструкцій у цих стадіях не перевищує трьох років.

 

4.5.4 3 метою забезпечення  несучої спроможності елементів  у процесі ремонту необхідно  контролювати рівень їх початкового  навантаження, що характеризується  коефіцієнтом b₀, який являє собою відношення абсолютної величини найбільшого напруження в момент ремонту до розрахункового опору елемента, який ремонтується (b₀ = | s_{0, max}| / R_у0).

 

Граничний рівень початкового  навантаження елементів для конструкцій, які ремонту- ються із застосуванням  зварювання, обмежується, як правило, умовами:

b₀ £ 0,2 – для зварювання конструкцій, що працюють в особливо важких умовах експлуатації (підкранові балки для кранів режиму роботи 7К, 8К, елементи конструкцій бункерних і розвантажувальних естакад, які безпосередньо сприймають навантаження від рухливих составів тощо);

b₀  £  0,4 – для елементів конструкцій, які безпосередньо сприймають рухливі, динамічні чи вібраційні навантаження;

 

b₀ £ 0,8 – для інших конструкцій.

 

 Якщо зазначені умови не  виконуються, то необхідне попереднє  розвантаження конструкцій або  вжиття спеціальних технологічних заходів, що забезпечують обмеження деформацій конструкцій (зокрема, зварних).

 

4.5.5 Перевірку міцності і стійкості  елементів здійснюють за умовним  критерієм крайової текучості  відповідно до додатка Г.

 

4.5.6 Перевірку міцності згинальних і стиснуто- чи розтягнуто-вигнутих елементів по дотичних, місцевих і приведених напругах роблять за СНіП ІІ-23 з урахуванням змінених гео-метричних характеристик перерізу відповідно до додатка Г.

 

4.6 Вимоги до провадження  робіт

 

4.6.1 При підсиленні елементів конструкцій способом збільшення перерізів із використанням зварювання слід передбачити такий порядок виконання робіт:

- приєднання (притискання) елементів  підсилення по всій їх довжині  до елемента, що підсилюється, з  допомогою струбцин, стяжок та ін.;