5 Технические и технологические требования к конструкциям усиления

5.1 Марку стали элементов усиления следует назначать по таблице 50* СНиП II-23 с учетом качества стали усиливаемой конструкции. Применяемая для элементов усиления сталь не должна уступать по качеству металлу усиливаемых конструкций (по механическим характеристикам, пластичности и свариваемости).

Если для усиливаемых конструкций отсутствуют данные о свариваемости стали, то для их усиления с применением сварки сварочные материалы применяют только после проведения оценки свариваемости стали и испытаний прочности сварного шва на образцах.

5.2 Для усиления конструкций, эксплуатируемых в агрессивной среде, коррозионная стойкость металла элементов усиления должна быть не ниже стойкости металла усиливаемой конструкции.

5.3  Для элементов и конструкций усиления из фасонного проката следует применять стали С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, из листового, универсального и гнутых профилей — С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С390, С390К по ГОСТ 27772.

Для элементов усиления следует применять следующие виды прокатов: уголки стальные горячекатаные по ГОСТ 8509 и ГОСТ 8510, швеллеры стальные горячекатаные по ГОСТ 8240, двутавры стальные горячекатаные по ГОСТ 8239, двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок по ГОСТ 26020 и СТО АСЧМ 20, балки двутавровые и швеллеры стальные специальные по ГОСТ 19425, прокат листовой горячекатаный по ГОСТ 19903, прокат стальной горячекатаный круглый по ГОСТ 2590, прокат стальной горячекатаный квадратный по ГОСТ 2591, трубы стальные бесшовные горячедеформированные по ГОСТ 8732, трубы стальные электросварные прямошовные по ГОСТ 10704, трубы стальные квадратные и прямоугольные по ГОСТ 8639 и ГОСТ 8645, профили стальные гнутые замкнутые сварные квадратные и прямоугольные для строительных конструкций по ГОСТ 30245, швеллеры стальные гнутые равнополочные по ГОСТ 8278, уголки стальные гнутые по ГОСТ 19771 и ГОСТ 19772.

Для предварительно напряженных конструкций усиления, эксплуатирующихся в неагрессивных средах, рекомендуется применять канаты одинарной свивки по ГОСТ 3062, ГОСТ 3063, ГОСТ 3064, канаты двойной свивки по ГОСТ 3066, ГОСТ 3067, ГОСТ 3068, ГОСТ 3081 и ГОСТ 7669; канаты закрытые несущие по ГОСТ 7675 и ГОСТ 7676.

Для болтовых соединений следует применять стальные болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759.0, ГОСТ 1759.4, ГОСТ 1759.5 и ГОСТ 22356.

При этом для фиксации положения усиливающих элементов или узлов следует применять болты грубой и нормальной точности по ГОСТ 15589 и ГОСТ 7798, гайки к ним по ГОСТ 15526 и шайбы по ГОСТ 11371.

При ограничении деформации соединений следует применять болты повышенной точности по ГОСТ 7805 и гайки к ним по ГОСТ 5927. В болтовых соединениях, воспринимающих рабочие нагрузки, следует применять болты повышенной и нормальной точности по ГОСТ 7798 (гайки к ним по ГОСТ 5915), а также высокопрочные болты по ГОСТ 22353 (гайки к ним по ГОСТ 22354 и шайбы по ГОСТ 22355). Для сварки стальных конструкций усиления следует применять электроды для ручной дуговой сварки типа Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А по ГОСТ 9467.

5.4 Элементы усиления необходимо проектировать, как правило, ориентируясь на полное изготовление их в заводских условиях. Допускается изготавливать детали усиления с припуском и последующей обработкой их на месте установки.

5.5 Размеры элементов конструкций усиления проектируются на основании обмерочных чертежей и выполненных проверочных расчетов, с учетом фактических размеров усиливаемых конструкций. Размеры конструкций усиления назначаются с учетом требований унификации. Количество типоразмеров профилей, сечений в пределах реконструируемого объекта необходимо сводить к минимуму.

Максимальные размеры элементов усиления (длину, ширину) следует назначать, исходя из наличия свободного пространства в зоне монтажа, учитывая стесненные условия их установки и с учетом характеристик монтажных механизмов. Максимальную длину монтажных элементов усиления назначают, исходя из предельно допустимой гибкости элемента в процессе подъема. При невозможности монтажа конструкций усиления укрупненными блоками следует предусматривать на заводе-изготови­теле контрольную сборку конструкций, монтируемых поэлементно.

5.6 Монтажные узлы конструкций усиления должны обладать компенсационной способностью, т. е. предусматривать возможность погашения монтажных зазоров (которые должны быть не менее 50 мм) и неточностей в размерах усиливаемых элементов. Допуски элементов и конструкций назначаются в соответствии со СНиП 3.03.01 и СНиП III-18.

5.7  При проектировании элементов усиления следует предусматривать устройства для их строповки и временного закрепления, которые должны быть включены в спецификацию. Кроме того, элементы усиления должны быть снабжены приспособлениями для сборки и выверки (различного рода фиксаторами и т. п.).

На конструкциях усиления в ряде случаев необходимо предусматривать устройства для установки домкратов, винтов, рычагов, стяжек, контрольно-измерительных приборов (индикаторов, тензометров, прогибомеров и т. д.).

5.8 При проектировании конструкций усиления необходимо учитывать воздействие агрессивной среды объекта в соответствии со СНиП 2.03.11 и указывать решения по защитному покрытию. Конструкции, работающие в агрессивной среде, рекомендуется проектировать из замкнутых профилей (трубчатого, коробчатого и т. п. сечений) с заваркой торцов и сплошными сварными швами. Нерациональными в эксплуатации в агрессивных средах являются сечения из парных уголков в тавр, крестовые сечения из четырех уголков, незамкнутые прямоугольные сечения, двутавровые сечения из прокатных или гнутых швеллеров ввиду наличия труднодоступных для защиты от коррозии полостей. Предпочтение необходимо отдавать сечениям из одиночных и парных уголков крестообразного сечения, прокатным и сварным таврам и двутаврам, прокатным и гнутым швеллерам.

Элементы усиления следует проектировать с учетом положения конструктивного элемента в пространстве таким образом, чтобы они имели наиболее простое конструктивное решение, обеспечивающее возможность проведения регулярных осмотров службой эксплуатации и были доступными для нанесения защитных покрытий от коррозии.

5.9 Присоединение элементов усиления к существующим конструкциям выполняется на сварке, на болтах классов точности А и В или высокопрочных болтах и дюбелях. В случае опасности возникновения хрупкого или усталостного разрушения (низкие температуры, циклические нагрузки) присоединение элементов усиления необходимо осуществлять на высокопрочных болтах или болтах класса точности А.

5.10 Болтовые соединения конструкций усиления следует располагать на минимальном расстоянии друг от друга с учетом требований, обеспечивающих простоту закручивания гаек и регулирование усилий типовыми монтажными инструментами. При этом должна быть предусмотрена возможность поддержки головки болта при затягивании гайки.

5.11 При конструировании усилений конструкций с применением сварки следует соблюдать следующие правила:

• монтажные сварные швы при сварке элементов усиления предусматривать в местах, удобных для выполнения сварочных работ, учитывая предельные габариты выступающих деталей, при которых возможна сварка, избегать потолочных швов;

• исключить возможные пересечения и скопления швов, особенно при усилении конструкций, подвергающихся воздействию динамических нагрузок и низких температур;

• в конструкциях, работающих в агрессивных средах, сварные швы должны быть сплошными;

• в конструкциях, усиливаемых под нагрузкой, не предусматривать сварные швы, расположенные поперек действующих усилий, особенно в растянутых элементах;

• сварные соединения должны назначаться таким образом, чтобы расстояние между существующими сварными швами усиливаемой конструкции и монтажными сварными швами было не менее 50 мм;

• для снижения опасности хрупкого разрушения сварных соединений при динамических нагрузках и пониженных температурах расстояние между новыми угловыми или стыковыми швами, а также швами крепления ребер, фасонок, накладок, расстояние до вырезов и изменений сечений должно быть не менее 100 мм;

• для установки элементов усиления под сварку в ряде случаев необходимо предусмотреть отверстия для сборочных болтов, что позволит исключить процессы разметки и выноски осей, подгонки и фиксации элементов с помощью струбцин;

• выполнение сварки в нагруженных конструкциях должно производиться при температуре наружного воздуха на 15 °С выше, чем указано в 8.20 СНиП 3.03.01;

• форму сварных швов следует принимать в зависимости от толщины свариваемых элементов и типа шва в соответствии с ГОСТ 5264, размеры назначаются расчетом в соответствии с таблицей 38 СНиП II-23, причем катет сварного шва при одном проходе не должен превышать 6 мм.

5.12 Присоединение элементов усиления конструкций из несвариваемой стали следует предусматривать на болтах. Комбинированное соединение разной жесткости, например, на заклепках или обычных болтах совместно со сварными швами, запрещается. Усиление соединений клепаных конструкций должны выполняться на болтах повышенной точности или на высокопрочных болтах, обеспечивающих близкое к заклепочному малодеформативное соединение.

5.13 В промышленных зданиях с повышенной пожаро- и взрывоопасностью (категории А и Б по таблице 1 СНиП 2.09.02) присоединение элементов усиления следует проектировать болтовыми, исключив использование сварочных работ.