2.3. Категории технического состояния

По результатам обследования и поверочных расчетов металлические конструкции (аналогично железобетонным) относятся к одной из пяти категорий состояния. Ниже приведены их характерные признаки.

I категория состояния:

• отсутствуют дефекты и повреждения, свидетельствующие о снижении прочности, гибкость элементов не выше предельно допустимой;

• антикоррозионная защита конструкций, сварных швов и деталей соединений не нарушена, при вскрытии поверхность конструкции не имеет признаков коррозии.

II категория состояния:

• антикоррозионная защита конструкций, сварных швов и деталей соединений в отдельных местах нарушена, поверхность конструкции в местах нарушения защитных покрытий имеет признаки коррозии в виде тонкого налета, отдельных точек и пятен;

• язв и пластинок ржавчины нет, нет уменьшения площади поперечного сечения вследствие коррозии.

III категория состояния:

• антикоррозионная защита конструкций, сварных швов и деталей соединений в основном нарушена, поверхность конструкции имеет коррозию в виде сплошной или пятнами, имеются язвы и пластинки ржавчины, уменьшение площади поперечного сечения вследствие коррозии не превышает 5 %,

• прочностные характеристики металла не ниже проектных;

• гибкость элементов не выше предельно допустимой;

• прогиб не превышает предельно допустимых значений.

IV категория состояния:

• имеются дефекты и повреждения (см. выше), свидетельствующие о снижении прочности и устойчивости, но на момент обследования не угрожающие безопасности работающих.

V категория состояния:

• конструкция не удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям по прочности (устойчивости). Существует угроза безопасности работающих.

2.4. Определение расчетных характеристик материалов

Оценка качества материалов эксплуатируемых металлических конструкций может производиться:

• по проектным данным (рабочим чертежам КМ и КМД, сертификатам качества металла, электродов и т. п.);

• по результатам испытаний (натурных, лабораторных).

При испытании металла определяют следующие характеристики:

марку стали, способ выплавки и степень раскисления;

• механические свойства: предел текучести, временное сопротивление и относительное удлинение при испытании стали на растяжение, ударную вязкость для температур, соответствующих группе конструкций;

• химический состав (для малоуглеродистой стали – содержание углерода, марганца, кремния, серы и фосфора, а для низколегированной стали, кроме того, содержание легирующих добавок).

Образцы для испытаний должны быть вырезаны из мест с наименьшими напряжениями, где не произошли пластические деформации и не образовался наклеп, вдоль проката (из сортового и фасонного металлопроката) или поперек проката (из листового и широкополосного металлопроката) и иметь размеры не менее 50 мм  20 ( – толщина проката).

Кроме того, для конструкций 1 и 2 групп, выполненных из кипящей стали толщиной свыше 12 мм и эксплуатируемых при отрицательной температуре, следует определять:

• распределение сернистых включений (способом отпечатка по Бауману). На предварительно подготовленное очищенное и отшлифованное место на торце сортового или фасонного проката (вдоль проката – для листовой стали) накладывают и прижимают обычную фотобумагу, вымоченную в 5 %-ном растворе серной кислоты, после 5…10 мин выдержки полученный отпечаток (бледно-коричневого цвета с темными полосами в местах скопления серы) закрепляют в растворе кислого фиксажа. Отпечатки по Бауману целесообразно снимать прямо с конструкции (без вырезки образцов).

• микроструктуру с уточнением размеров зерен.

Допускается не производить испытания металла для конструкций, напряжения в которых не будут превышать 165 МПа при расчетных температурах выше минус 30°С. При этом конструкция должна находиться в эксплуатации не менее 3-х лет.

Расчетное сопротивление стали для поверочных расчетов по проектным данным конструкций, изготовленных после 1982 г., определяется по [11]. При расчетах по проектным данным для конструкций более раннего срока изготовления, а также при расчетах конструкций по результатам испытаний металла расчетное сопротивление стали принимается исходя из нормативного сопротивления и коэффициента надежности по материалу в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Растяжение, сжатие и изгиб	по пределу текучести
	по временному сопротивлению
Сдвиг
Смятие торцевой поверхности

Нормативное значение предела текучести или временного сопротивления определяется:

• по результатам статистической обработки испытаний (при достаточном их количестве);

• по минимальному значению характеристик, указанных в СТБ (ГОСТ, ТУ) на сталь (если результаты испытаний удовлетворяют этим требованиям);

• по минимальному значению, полученному при испытании (если результаты испытаний не удовлетворяют требованиям СТБ (ГОСТ, ТУ).

Коэффициент надежности по материалу (табл. 2) принимается равным для рассчитываемых с использованием расчетного сопротивления Ry стальных конструкций, изготовленных:

Таблица 2

до 1932 г.
с 1932 г. до 1982 г.	при МПа
	при МПа
c 1982 г. по 2011 г.		по СНиП II-22-81*
после 2011 г.		по СП 16.13330.2011

Коэффициент надежности по материалу для конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетного сопротивления Ru, принимается равным = 1,3.

Для элементов, имеющих коррозионный износ с потерей более 25 % площади поперечного сечения или остаточную после коррозии толщину 5 мм и менее, расчетные сопротивления снижают путем умножения на коэффициент , равный для среды:

– слабоагрессивной – 0,95;

– среднеагрессивной – 0,9;

– сильноагрессивной – 0,85.

Поверочный расчет сварных швов производится из условий:

• угловые швы:

- по металлу шва

- по металлу границы сплавления

• растянутые стыковые швы

Расчетные сопротивления сварных соединений эксплуатируемых конструкций принимают по СП 16.13330.2011 с учетом марки стали, сварочных материалов, вида сварки и положения шва и способов их контроля по проектным данным или исходя из нормативных значений по результатам статистической обработки испытаний.

При отсутствии проектных данных допускается принимать:

• для угловых швов при ;

• для растянутых стыковых швов, изготовленных:

– до 1972 г. – = 0,55 ,

– после 1972 г. – = 0,85 ,

где - расчетное сопротивление основного металла.

Расчетное сопротивление срезу и растяжению болтов при наличии проектных данных следует принимать по СП 16.13330.2011 или по результатам испытания на растяжение (при этом расчетное сопротивление срезу принимают равным = 0,8 ). Если отсутствуют проектные данные и невозможно установить класс прочности болтов, то их расчетные сопротивления принимают равными:

– на растяжение – =150МПа;

– на срез – =160МПа.