Проектирование соединений при усилении элементов конструкций

Присоединение элементов усиления к основному (усиливаемому) стержню может осуществляться на сварке или болтах (в том числе высокопрочных). Выбор вида соединений диктуется технологическими соображениями, типом конструкции (сварная, клепаная), ее материалом с точки зрения допустимости применения сварки, видом предельного состояния элементов (по условию прочности, устойчивости или деформативности). Технологически наиболее приемлемы соединения на сварке или высокопрочных болтах.

Недостатки сварных соединений связаны с возникновением в элементах сварочных напряжений и деформаций при усилении и концентрацией напряжений в зоне швов. Достоинства сварных соединений — сравнительная простота их выполнения и отсутствие ослаблений сечения после окончания сварки.

Швы, соединяющие элементы усиления с основным стержнем, могут выполняться сплошными, если возводятся каркасные дома, или прерывистыми (шпоночными). Недостатком прерывистых швов является концентрация напряжений в начале и конце шпонок. Преимущества шпоночных швов состоят в уменьшении деформаций элементов при сварке, уменьшении зон ослабления сечений и протяженности зон остаточных сварочных напряжений, в ускорении сварочных работ и уменьшении объема наплавленного металла. При сварке новых конструкций эти преимущества не являются решающими (ввиду возможности правки элементов и использования сварочных автоматов при наложении протяженных швов), что обусловило жесткие ограничения, введенные нормами на применение прерывистых швов СНиП 11-23—811 .

Распространение этих ограничений на все случаи усиления неоправданно. Специфические особенности усиления (преимущественное применение ручной сварки, желательность сокращения сроков работы, практическая невозможность правки) предопределяют необходимость особого подхода к выбору типа а размеров сварных швов.
В тех случаях, когда применение сплошных швов не диктуется опасностью хрупкого разрушения конструкций (непосредственное воздействие динамических и вибрационных нагрузок на конструкции, низкие температуры эксплуатации и т. д.), допустимо применение прерывистых швов. Особенно рациональны шпоночные швы при усилении гибких сжатых элементов под нагрузкой (в частности, элементов сквозных конструкций), поскольку использование сплошных швов приводит к резкому возрастанию сварочных прогибов и снижает эффективность усиления.

14 июля 2013