Госстрое СССР СОЮЗМЕТШЮСТРОЙНИИПРОЕКТ Центри-тьмый орден* Труиоиого Крисиого Змшенм мужюясс.'сяооатомсем» и проектный институт строители*»#* нет kjlvt конструкции мши Н.ПМопьыииом ЦНИИПЯО»«ТСТ*ПЫ<ОНСТПЖЦИ» им Милыми ОМ

РЕКОМЕНДАЦИ И

ПО УЧЕТУ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ И ПОВРЕЖДЕНИЙ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ ПРИГОДНОСТЬ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

МОСКВА - 1987

фнтумьннй ордена Трудового Краевого Знамени научно-*оо*йовагельокий и проектный ннотитут строительних метмиокоиотрупия имени Н.П.Мельникова ШИШРОЖТСТШКОСТРУКШН им. Мельникова

•УТНЕНВДЮ"

Директор института

В* КУ энецов

РЕКОМЕНДАЦИИ

по то влияния дажтав и понтадаий

НА ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ ПРИГОДНОСТЬ СТАЛЬНЫХ конзтрткциИ прсизводствеяшд зданий

Москва

оперло¹! несущей способности поврежденного (дефектного) рескоса о трнбояпняими раздела 3,

В стучав невьшолнеиая условия устойчивости для поврежденного р&окжа» следует считать, что он выключается из работы, и по-ледомая сила воспринимается ветвями, работающими на изгиб, при этом lcoD^t^n»chow»¹ yg в формуле (12) должен определяться как для стлто-изогнутого элементе. Приведенный отпоситеяышй эксцентриситет для одредсденвд yg доггускаетоя находить в зависимости от максимального иэгибающв1*о момента в ветви Mg . вычисляемого по

(18)

О! - величина поперечной ошпз;

- длина ветви, принимаемая равной расстоянию между уз

лами соединительной решетки.

При иевыполиетге условий раздела 3 для раскоса (раскосов) в пределах только одной папел* расчетное сопротивление стали в формуле (12) рекимеццуетоя умножать па коэффициент , принимаемый по п.4 .4.

He допускается эксплуатация оквозных стержней при невьшол-.’геяий условий раздела 3 для раскосов, расположенных в двух и более сооодцих панелях.

4.6, Устойчивость сквозных стержней с дефектами изготовления в вице расцентровки раскосов следует проверять по формуле (12), при этом коэффициент ^fg должен определяться как для сжато-изогнутого элемента о учетом изгибающего момента Mg , вычисляемого по формуле .    j

Me-Ot.4-,

величина расцентровки раскосов, равная половине расстояния между соседними точками пересечения осей раскосов с осью ветви;

коэффициент, учитыванхций влияние степени раопентров-киJ&^xt/с ( tf - проекция раскоса на ветвь) и принимаемый равным

Х_х - /уз    (20)

коэффициент, учитывающий влияние жесткости примыкающих раскосов.    П

Для стержней с треугольной решеткой и дополнительными рао-порками значение коэффициента 3&_л следует увеличить в четыре раза.

б. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ И ПОВРЕВДЕЧИЙ НА ХРУПКУЮ ПРЯНОСТЬ ПРИ ПОШЕННЫХ ТЕ?.ШЕРАТУРАХ

5.1.    Расчетная проверка на хрупкую прочность выполняется при температуре эксплуатации ниже критической температуры хрупкости Тел (табл.П.П). Центрально- и внецентренно-растянутые элементы, а также зоны раотяжения изгибаемых элементов, имепцие конструктивно-технологические дефекты в виде форм пониженной хладоотойкооти (табл.17.12), рассчитываются по указаниям пп.5.2--5.3. Элементы, ш/ещие неоплошности в виде трещиноподобных дефектов типа подрезов, непроваров, шлаковых включений, неоплав-лений ■ т.д. (см.табл.П,13), размеры которых превышают установленные в главе СНнН Ш-18-75, рассчитываются по указана пп.5.4--5.10.

5.2.    Дая конструктивных элементов пониженной хладоотойкооти проверну на прочность о учетом сопротивления хрупкому разрушению следует выполнить во формуле

бдац    /К    •    ⁽²⁴⁾

где (5ь%ах “ наибольшее растягивающее напряжение в расчетном ое-ченжи элемента, определяемое по сечению нетто беэ учета коэффициент» динамичности; уЗ - коэффициент, учитывающий изменение прочяоотных ха-рактеристнк отели при пониженных температурах.

Величину иоаффщпаята>в<У (во не меньше предельно допу-етшого эначення{/9]*^г/л4/ ) рекомендуется определять по фор-

^МЗМв    ,    (25)

где Тлил. ~ расчетная минимальная температура эксплуатации

(в °С) для неотапливаемых зданий и дня сооружений, эксплуатируемых на открытом воздухе, принимается в соответствии оо СНйП В-А.6-72 как оредняя температура наиболее холодной пятидневки; в других случаях раочетная минимальная температура эксплуатации определяется по результатам натурных измерений в соответствии с рекомендациями по обследованию металлоконструкций производственных зданий; _п

У⁷ - коэффициент темперету ре ой зависимости, принимаемый равным 0,005 1/°С для стали марки ВСтЗкп я ВСтЗпо;

0,0044 1/°С для отели марки ВСтЗсп, 0,005® 1/°С для низколегированных сталей марок 10Г2С1, 09Г2С, 14Г2.

Если условие (24) не выполняется или значение коэффициента , вычисляемое по Формуле (25), оказывается меньше предельно допускаемой величины [у9 ] , дальнейшая эксплуатация конструкций недопустима без специального усиления элементов о низкой хладостойкое тью.

5.3. Для конструкций, имеющих коррозионный износ и эксплуатируемых в агрессивных средах, значение критической теше ре туры Тег • определенное по табл.D.II, следует увеличить на величину смещения А Т_к , принимаемую по таблице 3 в зависимости от

***** ^отали-    Т    а    б    л    и    ц    а    3

Смещение критической температурн хрупкости для элементов с коррозионными повреждениями

Марка стали	ВСтЗ	09Г2	I0T2CI	18т*ПС	14СМФР
л Тсг	15	20	25	30	35

Дальнейший расчет проводится по указаниям п.5.2.

5.4.    При обнаружении нес плотностей в виде тращиноподобных дефектов, указанных в п.5.1, наибольший линейный ревмер которых

О. превышает 0,10, где v - линейный размер едшеЕта э направлении, перпендикулярном линия действия растягивающих усааиЗ, или О. > 50 мм производится ремонт где 8амеаа поврежденного элемента.

Если а<Ц/Ож менее 50 мм, работоспособность конструктивного элемента и возможность эго дальнейшей оксплуатагдц до выполнения ремонтно-восстановительйнх работ устанавливается оа основании расчетной оценки несущей он ос обнос те о учетом размеров дефектов в соответствии с. пп.5.5-5,10. Прш атом оовидетельотво-вание элементов метадлоконотрукций о обнаруяеавыаш в пик трещи-нопог.обными дефектами указанных размерен необходимо производить не реке одного раза в шесть месяцев.

5.5.    Расчетная оценка несущей способности выполняется о использованием б качестве критериев прочности критических поэфйи-

14

циенТов интеноивнооти напряжений К_с с учетом темцератур эксплуатации и критических температур хрупкости Т_сг . Надежность-рдочетов обеспечивается введением запасов по материалу $Г_г , по критической температуре хрупкости _# по расчетной минимальной температуре Zrun* по расчетному размеру трещины

5.6. При температурах Т^_п < Т_сг. и в случае, если несущая способность оечения, проверенная в соответствии о п.2Л, обеспечивается, расчетная оценка статической прочности проводится с учетом сопротивления хрупкому разрушению пб условию:

/Г_г •    ⁽²⁶⁾

где 0_Т ■ 1,5 - коэффициент надежности по трещиностойкостж материала;

Ау - коэффициент интенсивности напряжений в расчетном сечении;

- предельное значение коэффициента интенсивности напряжений при температуре 7~ * принимаемое по табл .П.14.

7"**    ~ЛТ,    (27)

где л т - температурный знпас вязкости, принимаемый равным 20°С.

При температурах эксплуатации    ^ Ус г    отатичеокая    проч

ность растянутых элементов проверяется по п.2Л настоящих рекомендаций.

5*7. Значения коэффициентов интенсивности напряжений в расчетных сечениях вычисляются по формуле:

X* ^m-Mr&j„ax    •    (28)

где    - эффективный размер трещиноподобного дефекта с уче

том поправки на пластичность;

]ч₇ - функция конструктивной формы, вида и относительных размеров дефекте (см.п.5.9).

5.8. Эффективный размер трещины определяется о учетом относительного уровня растягивающих напряжений и локальной плаоти-ческой деформации у вершины трещины по следу щей формуле

Яу-О-оЧт >    ^(2Э)

15

УДК 624.014

Рекомендации по учету влияния дефектов и повреждения на аке-плуатациониув пригодность стальник конструкций производственник зданий. - И., ЦНИИпроектстаяьконструкцмя им.Мельникова, 1987,

46 с.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических ребот-ников проектных организаций, вувов, НИИ и содержат укааания ПО расчету и оценке експлуатЛционяой пригодности стальных конструкций производственных зданий с учетом влияния дефектов и повержде-няй.

Рекомендации разработаны в Липецком комплексном отделе ЦНИИлроектстальяонструкция им.Мельникова совместно с Липецким политехнически! институтом под руководством канд.теки.наук Горева В.В. инженерами Порддиныы И.В., Бабкиным В.И., Амтгрневыы О.Н., Огневым В.Г. при участии инк. Зверева В,В. и кандидатов теки.наук Косых С.Н., Скляднева А.И. Раздел б составлен кацд.техн.наук Баско Е.М. (ЦКИИПСК) с учаотием кандидатов теки.наук Валяева В.Ф., Васютина А.Н., Деыыгина Н.Е., Филиппова В.В. (ЯГУ).

При составлении Рекомендаций использовалась результаты исследований Ленинградского (СИ, Пахтинского филиала Новочеркасского ПИ, Д<епропетроаекого (СИ, ИСИ м.Нуйбшевл (научные руко-в. дители: канд.техн.наук, доц. Белый Г.Й., докт.техн.наук, проф. Евстратов А.А., докт.техн.наук, проф. СильвесТрои А.В., канд. теки.наук Коряков А.С.), 0СД1 и ЛШ ЦНЖПСК ам. Мельнике в», а также материалы ЦШКСК м.Кучеренко, Челябинского ПИ, Новосибирского ИСИ и Казахского отделения ЦНИИПСК им.Мельникова.

Замечания и предложения направлять по адресу: II7393, Москва, ул.Арк.Власова, 49.

©Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций имени Н.П.Мельникова, 1986 г.

СОДЕЯОШИВ

1.    Общие положения ........................... 4

2.    Проверка прочности елементов отельных

конструкций с дефектами или повреждениями .......... 6

3.    Проверка уотсйчивоотн оплоашостенчагкх

отеряяей с дефектами или поврежденшми ....    7

4.    Проверка устойчивости сквозных стержней

с дефектами или повреждениями ............. *9

5.    Учет влияния дефектов и повреждений не

хрупкую прочность при пониженных температурах ................................... 13

в. Особенности учета влияния дефектов н повреждений отрошиытх конструкций......... {6

7.    Учет влияния дефектов и повреждений в

подкрановых конструкциях .................. 1в

8.    Особенности учета влияния дефектов я

повреждений колонн каркаса ................ 22

Приложение ................................ 24

I* (ЕЩЕ ПОЯСНЕНИЯ

1.1.    Наотояцие Рекомендации предназначены для расчета оке-плуатируемых стальных конструкций, имвщкх несовершенства (дефекты или повреждения). Расчет выполняется с целью оценка;

-    возможности дальнейшей эксплуатации конструкций без каких--либо ограничений;

-    возможности ограничённей эксплуатации конструкций до плановых ремоатно-воссгаиовнтельных работ;

-    необходимости немедленного прекращения екоплуатации для ликвидация аварийной ситуация.

Под несовершенством понимается какое-либо неблагоприятное отклоненйе конструктивной формы, овойотв материала, геометрических размеров и т.д., от требований проектной дон нормативной документации, появившееся на стадии производства (проактирсванае, изготовление, транспортировка а монтаж) шш еколлувтациа. Води замеренная величина отклонения не превышает нервированной веди-ш допуска на изготовление, монтаж № экеплувта«V» расчёт конструкции производится но действуадяи порт проектирования, без учета требований настоящий РешяшшвщШ.

1.2.    При оценке технического оостоаяш т оовозс расчета конструкций о дефектами доя пойрекдашюдо aMMlioaiMO pmilitn резервы несущей опоообности м счет yiwiwnw рвоцяий схеш, овойотв материала, нагрузок и т.и. МИИРИ кптарвадоя Ж ие-полненяя поверочных расчетов ксеотципев с ЯффШШ Ж аевряк-дениямя я составления заключении о вошшиюстй. (waotycwi) их дальнейшей эксплуатации беи МИИММЮ твпвгмоящ мареврв-ятий являются результата натуре* обедввоаадой, шююпшт ш соответствии о "Рекомендациями во вромдни» обемжозаяаЛ отказных конструкций промышленных вдиий", раэработаябях яммтумив ШШИпроектстальконструхцдо ш.Н.П.Веямпнюяа я ПСИ ав.В.В.КзЙ-бышева.

1.3.    При выполнении доверочнях расчетов комотяпавА о иефои-тамя пли повреждениями коэффициента яаядояоотв во потечет в коэффициенты условий работа прявдосштси в соответствии о яейет-вущими нормативными документами яа проектирование кояструкций

для нового строительства (кроме специально оговоренных случаев).

4

- коэффициент слитности сечения, равный отношению периметра, контактирующего со средой, к площади поперечного сечения, 1/мм; приближенно велпчипу коэффициента A_s модно принимать равной: да уголков - Л/i , для замкнутых профилей У/t , да швеллеров и двутавров -v(t+d) , здесь t и d - толщины полки и о тонки соответственно.

Расчетный момент сопротивления да проверки прочности изгибаемых элементов допускается определять по формуле:

W_e/ =(/-4*V_K)W,    (3)

где W - момент сопротивления оечония без учета корроячонпнх повреждений;

- коэффициент, характеризующий изменение момента сопротивления вследствие коррозионного износа.

Значения коэффициентов % для некоторых типоразмеров irpo-катянх профилей приведены в табл.П.1,

Величина проникновения коррозия А в формулах (2), (3) принимается

А *4- при односторонней коррозии да замкнутых профилей,-A*A/<Z - при двухсторонней коррозии открытых профилей (дву-тавров, швеллеров, уголков и т.п.); где А - утонение элемента, равное разнице между Начальной, и фактической толщинами элемента.

2.4. Для элементов о начальной или остаточной после коррозии толщиной 5 мм и менее, или, если относиташшй коррооиошшй иэноо превышает 25/6, дополнительно к учету изменения ллощали поперечного сечения следует снижать расчетное сопротивление стали, умножая его на коэффициент (Q , принимаемый в соответствии о табл.1.    Таблица!

Коэффициенты iZ ДЛЯ элементов, имеющих коррозионные повреждения

6

3. ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СПЛСШНОСТЕНЧАТЫХ СТЕПЕНЕЙ с тшш ИЛИ ЦОВРЗДШШ

3.1.    Сжатие сплошноетеычатые элементы металлических конструкций в случае их общего искривления следует рассчитывать как вшзцентренно-сжатые. Отличие работы искривленных отержпей от вне-цепгрешо-сжатых рекомендуется учитывать умножением приведенного относительного эксцентриситета /27(вычисленного в предположении равенства эксцентриситета величине максимальной стрелки искривления 1Г_С в йенагруженном состоянии) на поправочный коэффициент А перехода от максимальной стрелки искривлопчя к эквивалентному эксцентриситету, определяемый по табл.П.2 или вычисляемый по формуле

A-0,££+Qj/rn~/л ,    (4)

где А - условная гибкость стержня в плоскости искривления.

Значение абсолютной стрелки искривления lf₀ в йена груженном состоянии определяется в соответствии о требованиями п.3.2.

3.2.    Стрелка иокрввлеяия отераня в йенагруженном состоянии определяется по формуле

гС-v₀ir,    ₍₅)

me If - полная стрелка искривления, замеренная под нагрузкой; У£ - поправочный коэффициент (У^>£?), определяемый по табл.П.З приложения или вычисляемый по формуле

■(/-OJA* g~),

напряжения в стержне в момент замера стрелки wy- раочетное сопротивление стали.

Вели нагрузку на стержень в момент замера стрелки определить невозможно, следует принимать У^ = I.

3.3. йаочет на устойчивость сжатых отержней из двух спаренных уголков, имеющих искривление в двух плоскостях, следует выполнять по формуле

** ' ⁽⁷⁾

те &с - коэффициент условий работа, принимаемый с учетом требований п.6.3;

7

- коэффициент снижения несущей способности, определяемый по табл.П.4- П.6 приложения в зависимости от условной гибкости в плоскости симметрии сечснья

l г 4-/Ж-

^3    'V

При определении стрелок искривления в рева груженном состояния У о и if'o следует руководствоваться указаниями с. 3,2,

Не допускается принимать значения коэффициентов # боль* гее коэффициентов У* для центрально-сжатых стержней, приведениях в СНиП П-23-81.

3.4. Проверку устойчивости сжатых стержневых элементов, оо* лсблекчых местными дефектами ялп повреждениями типа впреаов, при сохракошш симметрии ооташегооя сечения (нетто) относительно оси, лежащей в плоскости изгиба, следует выполнять по формуле

ЧГЯГ*^*** '    ^<10>

где

“о

17

и условных относительных стрелок искривления в двух плоскостях

(9)

*^mTrnt

-    площадь сечения нетто в меоте повреждения;

Т_е - коэффициент снижения расчетных сопротивлений выеден?* решзо-тсжатых элементов, определяемый поШ1 П-23-81 в зависимости от Приведенного относительного эксцентриситета и условной гибкости -Т ,

Приведенный относительный экоцептриситет следует определять в зависимости от экс цен трио ита та праложания внешней сжинавшей силы относительно центра тяжести ослабленного о едения (с учетом смещения координат центра тяжести).

Гибкость стержня должна определяться ь зависимости от ради* уса инерции сечения нетто и расчетной длили, вычисляемой по

^v 9    ^    ^ШКА'    (Ш

где - геометрическая длина стержня;

А/ - коэффициент расчетной длины, понимаемый по СНчП 3»

^    -23-81;

-    дополнительный коэффициент, учитывавший параметре ф с[екта и определяемый по табл.Л.7 приложения.

4. DPOBBEfc УСТОЙЧИВОСТИ СКВОЗНЫХ СТЕГЕГЕЙ с даистлми ИЛИ ПОВРЩЕНИШ

4.1. Расчет сквозных стержней с дефектами или повреждениями на устойчивость в плоскости соединительной решетки сле.дует выполнять дп общей формуле вида

^ ^ ⁹

-    коэффициент, характеризующий устойчивость сквозного стержня з целом;

-    коэффициент, учитывающий особенности работы ветвей на участках между узлами соединительной решетки.

Влияние дефектов и повреждений, присущих сквозному стержню в целом, учитывается при определении коэффициента V , который нригпшаохсл. с учетом требований пн.4.2, 4.7 по СНиП И-23-в1:

а) при центральном сжатии - в функции от условной приведенной гибкости

(13)

б) при вн0дентрогшом_ожатйи - в функции от условной приведенной гибкости Лф, вычисленной по формуле (13) и относительного эксцентриситета

Л.7 ^т£    *    (14)

где CL - расстояние о* главной ооп оечения, перпендикулярной плоскооти изгиба, до оси наиболее сжатой ветви.

Влияние локальных дефектов .и повреждений, изменяющих условия работы отдельный ветвей, учитывается, при определении коэффициента tyg , который следует принимать по СНиП П-23-81 в зависимости от гибкости отдельной ветви, на участке между узлами соединительной решетки в случае, если ветвь работает на центральное ожатие л в функций от условной гибкости А$ и приведенного относительного эксцентриситета ./7?^ для ветви, работающей на сжатие о изгибом. Значения принимаются о учетом требований пп.4.3-4.6.

4.2. Сжатие сквозные элементы стальных конструкций в случае их общего искривления в плоокости соединительной решетки следует рассчитывать по аналогии со сплошностезчатыми (см.п.ЗЛ). Попра-

9