На каком расстоянии располагаются болты. Примеры обмера деталей

Таблица 2

Примечание:

d - диаметр отверстия для болта; / - толщина наиболее тонкого наружного элемента. Соединительные болты должны размещаться на макси­мальных расстояниях, а в стыках и узлах болты следует размещать на мини­мальных расстояниях.

Примечание:

* При толщине сминаемого элемента 1 см в конструкциях из стали с преде­лом текучести до 250 МПа (3550 кгс/см 2).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ГОСТ 20850-84. Конструкции деревянные клееные. Общие тех­нические условия.

2. ГОСТ 8486-86*Е. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия.

3. ГОСТ 2695-83*. Пиломатериалы лиственных пород. Техниче­ские условия.

4. ГОСТ 24454-80*Е. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.

5. ГОСТ 16363-98. Средства защиты для древесины. Метод опре­деления огнезащитных свойств.

6. ГОСТ 6449.1-82. Изделия из древесины и древесных материа­лов. Поля допусков для линейных размеров и посадки.

7. ГОСТ 7307-75*. Детали из древесины и древесных материалов. Припуски на механическую обработку.

8. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой РФ. - М. : Госстрой России, 2004. - 79 с.

9. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. -М.:Минстрой России, 2002. - 15 с.

10. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. - М.:Стройиздат, 1989. - 90 с.

11. СП 64.133302011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80.-М.:Минрегион развития,2010.-86 с.

12. СП 20.133302011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85.-М.:Минрегион развития,2010.-86 с.

13. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП П-25-80). - М.: Стройиздат, 1986-215 с.

19. Руководство по изготовлению и контролю качества деревянных клееных конструкций. –М.:Стройиздат, 1982.-79 с.

20. Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций. -М.: Стройиздат, 1977.-189 с.

21. Руководство по обеспечению долговечности деревянных клееных конструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения и атмосферных факторов. – М.: Стройиздат, 1981.-96 с.

22. Указания по применению деревянных конструкций в условиях химически агрессивной среды. –М.:Стройиздат, 1969.-70с.

23. Ашкенази Е.К. Анизотропия конструкционных материало: справочник/ Е.К. Ашкенази, Э.В. Ганов.-Л.:Машиностроение,19080.-247с.

24. Ветрюк, И. М. Конструкции из дерева и пластмасс / И. М. Ветрюк. - Минск: Вышейшая школа, 1973. - 336 с.

25. Гринь , И .М . Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов: Проектирование и расчёт: учеб.пособие/ И.М.Гринь, К.Е.Джантемиров, В.И.Гринь. изд. 3-е, перераб и доп. – Киев: Вища шк., 1990. – 221 с.

26. . Деревянные конструкции: справочник проектировщика промышленных сооружений. - М.; Л.:ОНТИ, 1937.-955 с.

27. Дмитриев, П. А. Безметалльные конструкции: учеб. пособие / П. А. Дмитриев, Ю. Д. Стри­жаков. - Новосибирск: НИСИ, 1982. - 80 с.

28.Зубарев, Г. Н. Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. пособие / Г. Н. Зубарев, И. М. Лялин.-М.: Высшая школа, 1980. - 311 с.

29. Зубарев, Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс / Г.Н. Зубарев. – М.: Высш.шк.,1990.-287 с.

30. Иванов, В. А. Конструкции из дерева и пластмасс / В. А. Иванов, В. 3. Клименко. - Киев:Вища школа, 1983. - 279 с.

31. Иванин, И. Я. Деревянные конструкции. Примеры расчета / И. Я. Иванин. - М., 1950. - 224 с.

1. Иванов В.Ф. Конструкции из дерева и пластмасс/ Иванов В.Ф..- М.;Л..: Стройиздат, 1966.-352 с.
2. Иванов В.А. Конструкции из дерева и пластмасс: Примеры расчета и конструирования/ Под ред. В.А.Иванова,- Киев: Вiща школа, 1981.- 392 с.
3. Калугин А.В. Деревянные конструкции: учеб. Пособие(конспект лекций)/ А.В. Калугин.-М:АСВ,2003.-224 с.
4. Карлсена Г.Г. Индустриальные деревянные конструкции: Примеры проектирования/Под ред. Г.Г. Карлсена. –М.: Стройиздат, 1967.-320 с.
5. Карлсен Г.Г. Конструкции из дерева и пластмасс/ Под ред. Г.Г. Карлсена. 4-е изд. М.:Стройиздат,1975.- 688 с.
6. Ковальчук, Л. М. Деревянные конструкции в строительстве / Л. М. Ковальчук, С. Б. Турковскийи др. - М.: Стройиздат, 1995. - 248 с.
7. Ломакин А.Д. Защита деревянных конструкций/ Ломакин А.Д. – М.: ООО РИФ «Стройматериалы» 2013.- 424с. ISBN 978-5-94026-024-0

39. Отрешко, А. И. Справочник проектировщика. Деревянные конструкции / А. И. Отрешко. -М.: Стройиздат, 1957.-263 с.

40. Светозарова, Е. И. Конструкции из клеёной древесины и водостойкой фанеры. Примеры проектирования: учеб. пособие / Е. И. Светозарова, С. А. Душечкин, Е. Н. Серов. - Л.: ЛИСИ, 1974. -133 с.

41. Серов Е.Н. Проектирование деревянных конструкций: учебное пособие/Е.Н.Серов, Ю.Д.Санников, А.Е.Серов; под ред. Е.Н.Серова; - М.: Изд-во АСВ, 2011. -536с. ISBN 978-5-9227-0236-2; ISBN 978-5-93093-793-0

42. Серов, Е. Н. Проектирование клеёных деревянных конструкций: учеб. пособие. Ч. 1. Проекти­рование балок и стоек каркасных зданий / Е. Н. Серов, Ю. Д. Санников//СПб.: СПбГАСУ, 1995. - 140с; Ч. П. Проектирование рам из прямолинейных элементов / СПб.: СПбГАСУ, 1998. - 133 с; Ч. III.Проектирование рам с криволинейными участками и арок / СПб.: СПбГАСУ, 1999. - 160 с.

1. Светозарова Е.И. Конструкции из клееной древесины и водостойкой фанеры: Примеры проектирования/Светозарова Е.И., Душечкин С.А., Серов Е.Н.. -Л.: ЛИСИ, 1974.- 134 с.

44. Слицкоухов, Ю. В. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования /Ю. В. Слицкоухов и др. - М.: Стройиздат, 1991. - 256 с.

45. Слицкоухов Ю.В. Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. для вузов/Ю.В.Слицкоухов [и др.]; под ред. Г.Г. Карлсена, Ю.В.Слицкоухова,-Изд.5-е, перераб. и доп. –М.: Стройиздат, 1986.-547 с.

46. В.В.Стоянов . Конструкции из дерева и пластмасс/ В.В.Стоянов: Конспект лекций, часть1. Изд-во ОГАСА,2005.-157с.

47. В.В.Стоянов . Конструкции из дерева и пластмасс/ В.В.Стоянов: Конспект лекций, часть2. Изд-во ООО «Внешрекламсервис», 2005.- 136с.

48. Турковский С.Б. Клееные деревянные конструкции с узлами на вклеенных стержнях в современном строительстве (Система ЦНИИСК)/ под общей редакцией С.Б. Турковского и И.П. Преображенской.- М.;РИФ «Стройматериалы» 2013.-308с.

49. Шмид, А. Б. Атлас строительных конструкций из клеёной древесины и водостойкой фанеры: учеб. Пособие/ А.Б. Шмд, П.А. Дмитриев.-М.: Изд-во Ассоциации строит. Вузов, 2001.- 292 с.- ISBN 5-274-00419-9.

50. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»/Владим. Гос. ун-т; Е.А. Смирнов, С.И. Рощина, М.В. Грязнов.-Владимир: Изд-во ВлГУ, 2012. – 56с.

51. Методические указания к курсовому проекту «Одноэтажное каркасное здание» по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»/АЛТИ; Б.В.Лабудин, Н.П. Коваленко.-Архангельск: Изд-во АЛТИ, 1983. – 28с.

52. Методические указания для выполнения курсового проекта по курсу « Конструкции из дерева и пластмасс»/ЛИСИ; Ю.С. Овчинников.-Л: Изд-во ЛИСИ, 1977.–42с

Лабудин Борис Васильевич

Гурьев Александр Юрьевич

КОНСТРУКЦИИ

ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС

Методические указания и задания

к курсовому проекту

Для обмера деталей необходимо приобрести навыки в пользовании измерительными инструментами.

При обмере деталей приходится измерять: 1) диаметральные размеры, 2) толщины, 3) расстояния между отверстиями, 4) криволинейные контуры.

Измерение линейных размеров. Для определения линейных разме­ров детали пользуются стальным метром или стальной линейкой, штанген­циркулем, глубиномером и др.

На фиг. 222 приведён пример обмера пустотелого цилиндра. Сталь­ной линейкой измерена высота стакана H и глубина h. Измерения вели­чины H и h позволяют определить толщину донышка b, которая равна разности H - h = b = 8 мм

При необходимости сделать более точные замеры следовало бы измерения произвести штангенциркулем и глубиномером.

Измерение диаметральных размеров. Измерение внутренних и наружных размеров детали производится при помощи нутромера и крон­циркуля. Нутромером измеряются внутренние поперечные, а кронцир­кулем-наружные размеры. На главном виде (фиг. 222) показан приём измерения внутреннего диаметра стакана d 1 , а на плане-приём измерения наружного диаметра D. Измеренные таким образом размеры переносятся на стальную линейку. Если взять разность этих измерений и разделить пополам, то получим толщину стенки стакана b 0 , равную (D - d 1)/2.

Для более точных измерений диаметров применяется штангенциркуль или штихмас.

Измерение толщины стенок. Толщина стенок для полых деталей может быть определена так, как показано на фиг. 222. Толщина стенок может быть измерена и кронциркулем 3.

В тех случаях, когда измерить толщину стенки этим способом невозможно, так как кронциркуль нельзя вынуть без раскрытия ножек, пользуются линейкой (фиг. 223).

Определение расстояния от опорной поверхности до центра отверстия. Для того чтобы определить расстояние h 2 от опорной поверх­ности стакана до центра отверстия диаметра d, прикладывают линейку так, чтобы её кромка с делениями заняла положение, отмеченное циф­рой 1 (фиг. 222). Затем по линейке делают отсчёт h 1 . Тогда центр отверстия будет на высоте h 2 = h 1 +d/2 , при этом имеется в виду, что диаметр отверстия d измерен был раньше.

Расстояние до центра отверстия можно определить: 1) с помощью линейки и 2) с помощью кронциркуля и линейки (фиг. 223).

1- й способ. Прикладывают линейку 3 вдоль вертикальной оси фланца и делают отсчёты: h 1 = 34 мм и h = 86 мм.

h 0 = (h 1 + h)/2 = 60 мм.

2- й способ. Прикладывают линейку, как и в первом способе. Отсчитывают h 1 = 34 мм. Кронциркулем З измеряют диаметр фланца D = 52 мм.

h 0 = h 1 + D/2 = 60 мм.

Для этой же фигуры приведён пример определения вылета фланца (размера l 0).

Вылет фланца определяется так же, как и расстояние центра отверстия до опорной поверхности.

l 0 = (l 1 + l)/2 = (18 + 78)/2 = 48 мм.

Определение расстояния между центрами отверстий . Отверстия на деталях могут быть расположены в один ряд, параллельными рядами, в шахматном порядке, по окружностям и т. д.

Пример 1 (фиг. 224). Для определения расстояния между цент­рами двух отверстий одинакового диаметра пользуются нутромером, линейкой или штангенциркулем. На этой фигуре показаны приёмы изме­рения нутромером и линейкой.

Нутромер устанавливается так, как это показано на главном виде, затем его вынимают, прикладывают к линейке с делениями я отсчиты­вают измеренное расстояние. Это расстояние, обозначенное на чертеже размером l = l 0 , и будет искомым расстоянием между центрами этих

отверстий. Можно определить расстояние между центрами при помощи линейки. В этом случае линейку прикладывают так, как это показано на плане. Размер l 0 , показывающий рас­стояние между кромками отверстий, и будет искомым расстоянием, т. е. l 0 = l. На фиг. 223 приведён пример измерения расстояний между центрами отверстий, расположенных на квадратном фланце.

Для более точного измерения расстояния между центрами следует при­менить штангенциркуль или специальный штихмас.

П p и м e p 2. Определить расстояние между центрами двух отверстий разного диаметра: d = 20 мм и d 1 = 8 мм (фиг. 225).

Расстояние между центрами можно определить при помощи нутромера или линейки. Измеряют расстояние между кромками отверстий l 1 или l 2 . Резуль­таты в обоих случаях будут одинако­выми.

Для первого положения нутромера расстояние между центрами равняется

l = l 1 + (d - d 1)/2 = 36 + (20 - 8)2 = 42 мм.

Для второго положения

l = l 2 - (d - d 1)/2 = 48 - (20 - 8)2 = 42 мм.

П p и м e p 3. Определить диаметр окружности центров отверстий, расположенных на круглом фланце для чётного и нечётного числа отверстий (фиг. 226).

Для того чтобы определить диаметр окружности центров при чётном числе отверстий, надо произвести измерения диаметрально противо­положных отверстий между точками а и b, с и e. Полученные величины

ab = l 1 и се = l 2 надо просуммировать и разделить на число измерений n, т. е.

Что определит средне-

арифметический диаметр цен­тров отверстий. Измере­ние можно производить ли­нейкой, нутромером и для более точных измерений штангенциркулем.

При нечётном числе от­верстий измерения произво­дятся между диаметрально противоположными точками а и b = l 1 с и e = l 2 , f и k = l 3 и т. д.

Суммируя измеренные величины l 1 , l 2 , l 3 и разделив сумму на число

измерений, получим среднеарифметическую величину L=El/n.Радиус окружности центров отверстий определяется из формулы

R = L - (d-d1)/2

R = L - (d - d1)/2

Измерение криволинейных очертаний деталей . Вычерчивание дета­лей с кривыми поверхностями выполняется дугами окружностей или по точкам при помощи лекала.

Пример 1. На фиг. 227 изображена часть детали, представляющей собой тело вращения, очертание которой составлено из дуг окруж­ностей.

На практике радиусы этих дуг можно определить при помощи свинцовой пластинки толщиной 1 -1,5 мм и шириной 8-10 мм. Прикла­дывая пластинку к детали и согнув её по кривой так, как это показано на фиг. 227, накладываем затем

согнутую пластинку на бумагу и очерчиваем карандашом. На полученной кривой находим центры и радиусы сопряжений.

Пример 2 . Сложные очертания плоской части де­тали вычерчиваются по отпе­чатку на бумаге этого очер­тания. Для этого накладывают на деталь кусок бумаги и об­жимают её по контуру кривой так, чтобы на бумаге чётко вырисовалась кривая контура, а затем, так же как и в пре­дыдущем примере, определяют центры и радиусы кривых.

Пример 3. Иногда встречаются такие детали, выявление кривизны очертания которых приведёнными способами встречает затруднения. В таких случаях прибегают к определению координат ряда точек детали.

Например, для того чтобы построить наружное очертание детали (фиг. 220), её устанавливают на разметочную плиту и с помощью рейс­маса проводят на поверхности ряд окружностей, при этом каждый раз измеряют высоту установки острия чертилки и диаметр окружности, очерченной этой чертилкой. Результаты измерения сводятся в таблицу, по данным которой легко можно построить очертание детали.

Предельные измерительные инструменты . Производство машин, как уже отмечалось выше, требует взаимозаменяемости деталей. Поэтому на заводах, изготовляющих такие детали, введён строгий контроль всех размеров. Контроль размеров осуществляется спе­циальными контрольными инструментами: предельными скобами, предельными пробками, конусными калибрами, шаблонами и т. п.

Предельные скобы бывают односторонние (фиг. 228, а) и двусторонние (фиг. 228,б). В двусторонней скобе одна сторона соответствует верхнему предельному размеру диаметра де­тали и является проходной, а дру­гая - непроходная или, как её ещё называют, браковочная, соответ­ствует нижнему предельному раз­меру детали.

Деталь считается годной в том случае, когда проходная сторона скобы при измерении проходит без усилия по диаметру вала, а другая - бра­ковочная сторона - не проходит.

Предельные пробки. Предельные пробки бывают односторонние и двусторонние. Они служат для кон­троля цилиндрических отверстий. В двусторонних проб­ках (фиг. 229) различают проходную и непроходную (браковочную) стороны.

Диаметр проходной стороны (конца) пробки соответствует нижнему предельному размеру отверстия, а браковочной-верхнему предельному размеру измеряемого отверстия. Браковочный конец, в отличие от про­ходного, делают по длине короче.

Деталь считается годной в том случае, когда проходной конец пробки входит в отверстие без усилия, а непроходной не входит.

Конусные калибры. Для проверки конусности изделия, кроме уни­версальных измерительных средств, применяются нормальные и предель­ные калибры. Для проверки наружного конуса применяется конусное кольцо. Проверка нормальным кольцом делается так: проводятся мягким карандашом на поверхности конуса вдоль его оси две риски так, чтобы расстояние между ними было не менее четверти окружности конуса. Затем осторожно вводят конус в конусное кольцо и, слегка повернув несколько раз, вынимают для осмотра. Если обе риски на всём протя­жении будут размазаны, то угол конуса изделия равен углу калибра. Если же риски размазаны лишь на отдельных участках, - угол изделия не совпадает с углом калибра.

Часто нормальные калибры снабжаются срезом (фиг. 230, а). В этом случае на плоскости среза конусного кольца проходят две риски, за пределы которых не должны выходить, например, линии проточки детали.

Чтобы проверить предельным калибром коническое отверстие, на поверхности калибра делают две кольцевые риски (фиг. 230, б). Если отверстие детали имеет одинаковый угол с калибром, то калибр не дол­жен входить дальше второй риски и ближе первой.

Конусные калибры повышенной точности используются для установки плоских регулируемых втулок.

Изделия, имеющие коническую поверхность, как правило, прове­ряются по соответствующим калибрам на краску.

Шаблоны. При помощи шаблонов производится проверка правиль­ности очертаний детали, углов, радиусов и других элементов.

При возведении различных сооружений иногда возникают ситуации, когда необходимо прикреплять различные элементы к фундаментному основанию или опорным сваям.

Обычно такое соединение осуществляется с помощью анкерных креплений.

Установка анкерных болтов в фундамент производится до заливки фундаментной основы.

Постараемся подробнее разобраться с видами и назначением подобных соединений.

Для чего предназначаются анкерные болты.

При помощи соединительных болтов железобетонное основание крепится к несущим элементам строительных сооружений. Они имеют форму металлических стержней.

На одном из концов нарезана резьба.

Описание и особенности фундаментных болтов

Другой край имеет конструкцию, которая фиксирует устройство в бетонном основании.

К основному преимуществу подобных креплений относится возможность создания соединения, обладающего высокой надёжностью.

Такие конструкции могут использоваться при возведении любых сооружений.

Разновидности болтов

При использовании данных крепёжных элементов должны соблюдаться довольно жёсткие требования. Поэтому необходимо применять изделия, соответствующие действующим строительным нормам.

Существует несколько видов подобных соединений.

Изогнутого типа. На одном конце такого изделия находится крюк. Он может иметь различную конфигурацию. Монтаж в железобетонную основу происходит до момента заливки.

С наличием специальной металлической пластины. Она присоединяется с помощью сварки или резьбовой конструкции.

У составных изделий присутствует две части, соединяющиеся с помощью муфты. Нижний конец устанавливается до заливки бетонного раствора. Верхняя часть соединяется с муфтой после того, как смесь застынет.

Съёмные конструкции имеют похожее устройство. Монтаж нижней обоймы осуществляется до начала заливки. Вкручивание верхней шпильки происходит после застывания бетона.

В изделиях прямого вида монтаж соединительного болта осуществляется в готовую бетонную основу. В конструкции предварительно бурится отверстие. Для установки анкера используется эпоксидный клей.

Изделия, имеющие конический конец довольно широко используется при анкерных креплениях. Их устанавливают в готовые основания.

Когда осуществляется закручивание шпильки, разжимная цанга расклинивается. Это не даёт сместиться крепёжным элементам и фиксирует их.

Характеристики соединительных изделий

При установке анкерных болтов в фундамент необходимо учитывать их параметрами.

На сегодняшний день выпускаются изделия, обладающие следующими характеристиками:

• Шпилька может иметь диаметр от 10 до 140 мм;
• Максимальная длина соединительного элемента не превышает 5 м;
• В процессе производства используются высококачественные сорта стали;
• Соединительные конструкции могут обладать различным классом прочности (от 4 до 13);
• Возможна дополнительная обработка анкерных болтов.

Как устанавливаются анкерные болты

Установка анкерных болтов в фундамент может осуществляться различными способами. Рассмотрим некоторые виды монтажа.

При установке металлических конструкций, соединительные элементы обычно монтируются в бетонное основание до заливки бетона. После того, как был собран арматурный каркас, производится крепление анкерных болтов.

Для этого можно использовать сварку или связку с помощью проволоки. При этом нужно следить за их вертикальностью, соблюдать необходимые расстояния между соединительными элементами и высоту над поверхностью заливки.

После фиксации изделий, верхняя резьбовая часть закрывается обычным полиэтиленом. Это необходимо для защиты резьбы от попадания бетонного раствора.

Приступать к окончательному монтажу металлических конструкций можно лишь после того, как бетон достигнет необходимой прочности.

При более простом варианте соединительные элементы устанавливаются в недавно залитый бетонный раствор. Во время установки следует контролировать уровень погружения и вертикальность изделий.

Для установки прямого анкера, в фундаментном основании бурятся отверстия определённых диаметров. Далее отверстия продуваются и очищаются от оставшихся загрязнений.

В них размещаются анкерные болты прямого типа. Образовавшиеся пустоты заполняются при помощи специального клеевого состава.

При монтаже конусных изделий, предварительно также сверлятся отверстия. В них вставляются соединительные элементы.

При выборе определённой конструкции соединения следует рассчитать величину будущей нагрузки. Нельзя экономить, покупая соединительные элементы меньших диаметров.

Лучше использовать продукцию надёжных производителей, давно зарекомендовавших себя в этом сегменте.

На каких принципах базируются анкерные соединения

Анкерный болт держится в фундаментном основании за счёт воздействия сил: склеивания, трения и упора. Силы трения образуются в результате взаимодействия материала монолита и соединительного изделия.

Они возникают в процессе распирания разжимной цанги. Силы упора воспринимаются соединительным элементом.

Они компенсируются за счёт внутренних сил сопротивления, противодействующих излому.

Силы склеивания компенсируют нагрузки, возникающие в результате внутреннего касательного напряжения, в месте где анкер контактирует с бетонным покрытием.

Использование химического соединения

Помимо соединительных конструкций, основанных на воздействии механических связей, существуют изделия, соединение которых с бетонным основанием происходит за счёт внутримолекулярных воздействий.

Они получили название химических анкеров. В состав этих элементов входит стержень из металла, имеющий резьбовую поверхность, и специальный клей, в котором он находится.

Посмотрите подробную инструкцию в видео:

Обычно для производства химических соединительных конструкций используются оцинкованные или нержавеющие стали.

В приготовленное заранее отверстие производят заливку специального клеевого состава и погружают туда болт. После того, как состав застынет, образуется надёжная связь, которая устойчива к воздействию погодных условий и защищает поверхность от коррозии.

СООРУЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

СНиП 2.09.03-85

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

бязательное АНКЕРНЫЕ БОЛТЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ

1. Анкерные болты (далее — болты) для крепления строительных конструкций и оборудования к бетонным и железобетонным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т.п.) следует применять при расчетном температуре наружного воздуха до минус 65°С включ.

Примечание. Расчетная зимняя температуре наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01-82.

2. При нагреве бетона конструкций свыше 50°C, в которые заделываются болты, в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала конструкций, болтов, подливок, клеевых составов и т.п.

Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 2.03.11-85.

При наличии соответствующего обоснования допускается применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, клею и др.). По конструктивному решению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (распорные) (табл.1).

Таблица 1

По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверленные скважины (прямые и конические).

Прямые болты в скважинах закрепляются с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а конические — с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.

По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные. Красчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работе оборудования. К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкции или оборудования. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их монтажа и для обеспечения стабильной работы конструкций и оборудования во время эксплуатации, а также для предотвращения их случайных смещений.

Болты с отгибом и анкерной плитой допускается применять для крепления конструкций и оборудования без ограничений.

Болты, устанавливаемые в скважины, допускается применять для крепления строительных конструкций и оборудования, не испытывающих значительных динамических нагрузок.

Для крепления несущих колонн зданий и сооружений, оборудованных мостовыми кранами, а также для высотных зданий и сооружений, ветровая нагрузка для которых является основной, не допускается применять болты, устанавливаемые в скважины, за исключением болтов с коническим концом, устанавливаемых способом вибропогружения с глубиной заделки не менее 20d..

6. Выбор марок стали для анкерных болтов следует производить по ГОСТ 24379.0-80, а их конструкций и размеров — по ГОСТ 24379.1-80.

Расчетные сопротивления металла болтов растяжению Rba следует принимать по СНиП II-23-81. Все болты должны быть затянуты на величину предварительной затяжки F, которая для статических нагрузок должна приниматься равной 0.75Р, для динамических нагрузок 1 ,1P

Для строительных конструкций затяжку болтов допускается осуществлять стандартными ручными инструментами с предельным усилием (до упора).

Площадь поперечного сечения болта (по резьбе) следует определять из условия прочности

где k0 = 1,35 — для динамических нагрузок, 1,05 — для статических нагрузок.

Для съемных болтов с анкерными плитами, устанавливаемых свободно в трубе, коэффициент k0 для динамических нагрузок принимается равным 1,15.

При действии динамических нагрузок сечение болтов, определенное по формуле(1), следует проверять на выносливость по формуле

где c — коэффициент нагрузки, принимаемый по табл.1 в зависимости от конструкции болта;

m — коэффициент, принимаемый по табл.2.

Фундаментные болты. Конструктивные указания

в зависимости от диаметра болта;

a — коэффициент, учитывающий число циклов нагружения и принимаемый по табл.3.

Таблица 2

Таблица 3

При расчете креплений строительных конструкций усилие предварительной затяжки и площадь сечения болтов следует определять как для статических нагрузок (см. табл.1), если в проекте нет специальных указаний. При групповой установке болтов для крепления оборудования значение расчетной нагрузки Рприходящейся на один болт, следует определять для наиболее нагруженного болта:

где N — расчетная продольная сила;

М — расчетный изгибающий момент;

n — общее число болтов;

у1 — расстояние от оси поворота до наиболее удаленного болта в растянутой зоне стыка;

уi — расстояние от оси поворота до i-го болта, при этом учитываются как растянутые, так и сжатые болты.

Ось поворота допускается принимать проходящей через центр тяжести опорной поверхности оборудования или башмака колонн.

13. Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные башмаки, значение расчетной растягивающей нагрузки, приходящейся на один болт, следует определять по формуле

P = (M — Nb)/nh (4)

где N, М — соответственно продольная сила и изгибающий момент в сквозной колонне на уровне верха фундамента;

b- расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви;

n — число болтов крепления ветви колонны;

h - расстояние между осями ветвей колонны.

Для башмаков стальных сплошных колонн значение расчетной нагрузки, приходящейся на один растянутый болт, следует определять по формуле

Р = (Rbbsx — N)/n (5)

где Rb — расчетное сопротивление бетона;

bs — ширина опорной плиты башмака;

x — высота сжатой зоны бетона под опорной плитой башмака, определяемая по СНиП 2.03.01-84 как для внецентренно сжатых элементов;

N — расчетная продольная сила в колонне;

n — число растянутых болтов, расположенных с одной стороны башмака колонны.

Усилие предварительной затяжки болтов F1 для восприятия горизонтальных (сдвигающих) усилий в плоскости опирания оборудования на фундамент определяется по формуле

где k — коэффициент стабильности затяжки принимаемый по табл.1;

Q — расчетная сдвигающая сила, действующая в опорной плоскости;

N — нормальная сила;

f — коэффициент трения, принимаемый равным 0,25;

n — число болтов.

При совместном действии вертикальных и горизонтальных (сдвигающих) сил значение усилия затяжки F0 необходимо определять по формуле

F0 = F + F1/k (7)

Сдвигающую силу Q, действующую в плоскости изгибающего момента, для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные башмаки под ветви колонны, допускается воспринимать силой трения под сжатой ветвью колонны, удовлетворяющей условию

где обозначения те же, что в формуле (4).

Сдвигающую силу для стальных сплошных колонн, а также для сквозных колонн при действии сдвигающей силы перпендикулярно плоскости изгибающего момента (связевых колонн) допускается воспринимать силой трения от действия продольной силы и силы затяжки болтов, удовлетворяющей условию

Q Ј f(nAsaRba / 4 + N), (9)

где f — коэффициент трения, принимаемый равным 0,25;

n — число болтов для крепления сжатой ветви колонны или число сжатых болтов, расположенных с одной стороны башмака колонны сплошного сечения;

Asa — площадь сечения одного болта;

N — минимальная продольная сила, соответствующая нагрузкам, от которых определяется сдвигающая сила.

Минимальную глубину заделки болтов в бетон Н для бетона класса В12,5 и стали марки ВСтЗкп2 следует принимать по табл.1.

При других марках стали болтов или другом классе бетона по прочности на сжатие минимальную глубину заделки H0 следует определять по формуле

H0 = Hm1m2, (10)

где m1 — отношение расчетного сопротивления растяжению бетона класса В12,5 к расчетному сопротивлению бетона принятого класса. Для болтов диаметром 24 мм и более, устанавливаемых в скважины готовых фундаментов, коэффициент m1 следует принимать равным 1;

m2 — отношение расчетного сопротивления растяжению металла болтов принятой марки стали к расчетному сопротивлению стали марки ВСтЗкп2.

Для конструктивных болтов с отгибами глубину заделки в бетон допускается принимать равной 15d, для болтов с анкерными плитами – 10d, а для болтов, устанавливаемых в скважины, — 5d. Наименьшие допустимые расстояния между осями болтов и от оси крайних болтов до грани фундамента приведены в табл.1.

Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2d при соответствующем увеличении глубины заделки болта на 5d.

Расстояние от оси болта до грани фундамента допускается уменьшать еще на один диаметр при наличии специального армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.

Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть менее 100 мм для болтов диаметром 30 мм включ., 150 мм - для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм — для болтов диаметром более 48 мм.

Примечание. При установке спаренных болтов (например, для закрепления несущих стальных колонн зданий и сооружений) следует предусматривать общую анкерную плиту с расстоянием между отверстиями, равным проектному расстоянию между осями болтов, или устанавливать одиночные болты с разбежкой по глубине.

При анкерах из стали классов А-I и А-II: a = 4dd, b = 6dd, с = 3dd, е = 3dd ; то же, класса А-I II: a = 5dd, b = 7dd, с = 3,5dd, е = 4dd (dd ¾ диаметр анкера, требуемый по расчету)

5.112 (5.14). Длина анкерных стержней закладных деталей при действии на них растягивающих сил должна быть не менее величины lап , определяемой по указаниям п. 5.44. При этом длину растянутых анкерных стержней, заделанных в растянутом бетоне или в сжатом бетоне при s bc /Rb > 0,75 или s bc / Rb < 0,25, следует определять по формуле (316), пользуясь значениями wап , D lап и lап по поз. 1а табл. 44. В остальных случаях указанные значения следует принимать по поз. 16 табл. 44 (здесь s bc - сжимающие напряжения в бетоне, действующие перпендикулярно анкерному стержню и определяемые как для упругого материала по приведенному сечению от постоянно действующих нагрузок при коэффициенте надежности по нагрузке g f = 1,0

Если часть анкера длиной а расположена в зоне с напряжениями в бетоне, удовлетворяющими условию 0,75 ³ s bc / Rb ³ 0,25, то wап определяется по формуле

где la - фактическая длина анкера. Остальные параметры табл. 44 определяются аналогичным образом.

При действии на нормальные анкерные стержни растягивающих и сдвигающих усилий правая часть формулы (316) умножается на коэффициент d3, равный:

где Qan1 , Nan1 - соответственно растягивающее и сдвигающее усилия в анкерном стержне, определяемые согласно п. 3.101.

При этом величина lan должна быть не менее минимальных величин lan согласно п. 5.44.

Для нормальных анкеров длина отсчитывается от внутренней поверхности пластин, для наклонных - от начала отгиба или торцевой кромки пластины.

5.113 (5.45). Длина анкеров закладных деталей при действии на них растягивающих сил (см. п. 3.101) может быть уменьшена при условии приварки на концах стержней анкерных пластин или устройства высаженных горячим способом анкерных головок диаметром не менее 2d - для стержней из арматуры классов А-I и А-II и не менее 3d - для стержней из арматуры класса А-III. В этих случаях длина анкерного стержня определяется расчетом на выкалывание и смятие бетона (см. пп. 3.106, 3.107 и 3.109) и принимается не менее 10d (d - диаметр анкера).

Анкерные пластины должны удовлетворять требованиям п. 5.45 а.

В том случае, если в бетоне возможно образование трещин вдоль анкеров ( s bt > Rbt ) в пределах их расчетной длины, концы анкеров должны быть усилены приваренными пластинами или высаженными головками. При этом концы анкеров следует располагать в сжатой зоне элементов. Во внецентренно растянутых элементах при расположении продольной силы между арматурой S и S’ концы анкеров следует располагать у противоположной грани элемента, заводя их за продольную арматуру.

5.114. При действии на закладную деталь прижимающего усилия часть сдвигающей силы можно передавать на бетон через упоры из полосовой стали или из арматурных коротышей (см. черт.

Черт. 129. Наименьшие расстояния между анкерами и от анкеров до края бетона

5.115. Закладные детали в легких бетонах классов В5 - В10 рекомендуется проектировать таким образом, чтобы отрывающие силы воспринимались нормальными анкерами, а сдвигающие - наклонными. Анкера закладных деталей в этих случаях рекомендуется принимать из арматурной стали периодического профиля класса А-II или из гладкой арматурной стали класса А-I диаметром не более 16 мм. На концах анкеров следует предусмотреть усиления в виде высаженных головок и приваренных пластин. Длина анкерных стержней и размеры усиления определяются по расчету на выкалывание и смятие бетона (см. пп. 3.106, 3.107 и 3.109), при этом длина анкера принимается не менее 15d, а диаметр высаженной головки - не менее 3d.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском.

ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»
ОАО НИПИ «Промстальконструкция»
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Конструкции стальные строительные

БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Проектирование и расчет

СТО 0041-2004

(02494680, 01408401)

Москва 2004

C одержание

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ЗАО Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Мельникова (ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»)

ОАО Научно-исследовательский и проектный институт «Промстальконструкция»

2 ВНЕСЕН организациями-разработчиками Стандарта

3 ПРИНЯТ на научно-техническом Совете ЦНИИПСК им. Мельникова от 25 ноября 2004 г. с участием представителей организации-разработчика Стандарта

4 ВВЕДЕН впервые

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ ноябрь 2005 г.

6 Разработка, согласование, утверждение, издание (тиражирование), обновление (изменение или пересмотр) и отмена настоящего стандарта производятся организациями-разработчиками

Введение

Настоящий стандарт разработан в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» № 184-ФЗ и предназначен для применения всеми подразделениями ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» и ОАО НИПИ «Промстальконструкция», специализирующимися на разработке проектов КМ и КМД, диагностике, ремонте и реконструкции промышленных зданий и сооружений различного назначения.

Стандарт может применяться другими организациями, если эти организации имеют сертификаты соответствия, выданные Органами по сертификации в системе добровольной сертификации, созданными организациями-разработчиками стандарта.

Организации-разработчики не несут никакой ответственности за использование данного стандарта организациями, не имеющими сертификатов соответствия.

Необходимость разработки стандарта продиктована тем, что опыт, накопленный организациями-разработчиками стандарта, а также отечественными предприятиями и организациями в области проектирования, изготовления и выполнения стальных конструкций с монтажными соединениями на болтах, содержится в различных нормативных документах, рекомендациях, ведомственных правилах и других, частично устаревших и не охватывающих в целом проблему безопасной эксплуатации промышленных зданий и сооружений различного назначения.

Основной целью разработки стандарта является создание современной нормативной базы по вопросам проектирования и расчета стальных конструкций с соединениями на болтах.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Утвержден и введен в действие:

Дата введения 2005-01-01

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на проектирование и расчет стальных конструкций с монтажными соединениями на болтах, в том числе высокопрочных, предназначенных для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения, воспринимающих постоянные, временные и особые нагрузки в климатических районах с расчетной температурой до -65°С и сейсмичностью до 9 баллов, эксплуатируемых как в слабоагрессивных, так и в среднеагрессивных и агрессивных средах с применением защитных металлических покрытий.

1.2 В стандарте изложены основные положения по проектированию и расчету соединений на болтах, работающих на срез и растяжение, приведены области рационального применения болтов различных диаметров и классов прочности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ

на смятие с учетом трения

N bp - расчетное усилие на смятие, определяемое по формуле

Q bh - расчетное усилие, воспринимаемое силами трения, определяемое по формуле ;

К u - коэффициент, учитывающий снижение предварительного натяжения болтов после общего сдвига в соединении, принимаемый равным:

0,9 - приразности номинальных диаметров отверстий и болтов δ ≤ 0,3 мм;

0,85 -при δ = 1,0мм;

0,80 - при δ = 2,0 мм;

0,75 - при δ = 3,0 мм;

n f - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

7.5 Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

N min - меньшее из значений расчетных усилий N bs и N bh Для одного болта, вычисленных по формулам и .

7.6 Прочность элементов, ослабленных под болты, следует проверять с учетом полного ослабления сечений отверстиями под болты.

7.7 В односрезных соединениях количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10%.

7.8 Расчет на выносливость фрикционно-срезных соединений следует выполнять в соответствии с требованиями п. 9.2 СНиП II-23-81*, относя соединения с элементами из стали с временным сопротивлением разрыву более 420 МПа ко 2-й группе конструкций, менее 420 МПа - к 3-й группе .

8 Фланцевые соединения

8.1 Рекомендации настоящего раздела следует соблюдать при проектировании, изготовлении и монтажной сборке фланцевых соединений элементов открытого профиля (двутавров, тавров, швеллеров и т.п.) стальных конструкций производственных зданий, подверженных растяжению, растяжению с изгибом при однозначной эпюре растягивающих напряжений σ min /σ шах ≥ 0,5), а также действию местных поперечных усилий.

Рекомендации не распространяются на фланцевые соединения: воспринимающие знакопеременные нагрузки, а также многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с числом циклов свыше 10 5 при коэффициенте асимметрии напряжений в соединяемых элементах р = σ min /σ шах ≤ 0,8;

эксплуатируемые в сильноагрессивной среде.

8.2 Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов В 0 для расчетов следует принимать равной

В 0 =0,9 B p =0,9 R bh · A bn ,(11)

где В р - расчетное усилие растяжения болта;

Rbh = 0.7 Rbun - расчетное сопротивление растяжения болтов;

Rbun - нормативное сопротивление стали болтов;

А Ьп - площадь сечения болта нетто.

8.3 Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты М20, М24 и М27 из стали 40Х «селект» исполнения ХЛ с нормативным временным сопротивлением R bun не более 1080 МПа (110 кгс/мм 2), а также гайки высокопрочные и шайбы к ним по ГОСТ 22353-77 - ГОСТ 22356-77 .

8.4 Для фланцев следует применять листовую сталь по ГОСТ 19903-74* марки 09Г2С-15 по ГОСТ 19281-89 и 14Г2АФ-15 по ТУ 14-105-465-82 с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины проката.

8.5 Фланцы могут быть выполнены из других марок низколегированных сталей поГОСТ 19281-89 , предназначенных для строительных стальных конструкций, при этом:

сталь должна быть не ниже 12-й категории;

временное сопротивление и относительное сужение стали в направлении толщины проката должны быть σ bz ≥ 0,8 σ b , ψ z ≥ 20% (где σ b - нормативное значение временного сопротивления для основного металла, принимаемое по стандартам или техническим условиям).

а - из широкополочных тавров; б - из парных равнополочных уголков

8.10 При расчете на прочность болтов и фланца, относящихся к наружной зоне, выделяют участки фланца, которые рассматривают как Т-образные фланцевые соединения шириной w (см. ).

,(14)

где Nj - расчетное усилие j -й болт наружной зоны, равное

;(15)

здесь N bj - расчетное усилие на j -й болт, определяемое из условия прочности соединения по болтам

,(16)

a , β - коэффициенты, принимаемые по табл. 8;

x j - параметр жесткости болта, определяемый по формуле

;(17)

b j - расстояние от оси j -го болта до края сварного шва;

10. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

НА ПРОЧНОСТЬ С УЧЕТОМ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ

Центрально- и внецентренно-растянутые элементы, а также зоны растяжения изгибаемых элементов конструкций, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 , II 3 , II 4 , и II 5 , следует проверять на прочность с учетом сопротивления хрупкому разрушению по формуле

s max £ b R u /g u , (118)

где s max - наибольшее растягивающее напряжение в расчетном сечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учета коэффициентов динамичности и j b ;

b - коэффициент, принимаемый по табл. 84.

Элементы, проверяемые на прочность с учетом хрупкого разрушения, следует проектировать с применением решений, при которых не требуется увеличивать площадь сечения, установленную расчетом согласно требованиям разд. 5 настоящих норм.

11. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

11.1*. Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие следует производить по формуле

где t

l w - расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t , или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка.

При расчете сварных стыковых соединений элементов конструкций, рассчитанных согласно п. 5.2. в формуле (119) вместо R wy следует принимать R wu /g u .

Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при применении сварочных материалов согласно прил. 2, полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле качества растянутых швов.

11.2*. Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис. 20):

Рис. 20. Схема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом

1 - сечение по металлу шва; 2 - сечение по металлу границы сплавления

по металлу шва (сечение 1 )

N /(b f k f l w ) £ R wf g wf g c ; (120)

по металлу границы сплавления (сечение 2 )

N /(b z k f l w ) £ R wz g wz g c , (121)

где l w - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм;

b f и b z - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см 2) - по табл. 34*; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см 2) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки b f = 0,7 и b z = 1;

g wf и g wz - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , для которых g wf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением R wun = 410 МПа (4200 кгс/см 2) и g wz = 0,85 - для всех сталей.

Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см 2) следует применять электроды или сварную проволоку согласно п. 3.4 настоящих норм, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва R wf должны быть более R wz , а при ручной сварке - не менее чем в 1,1 раза превышать расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления R wz , но не превышать значений R wz b z /b f ; в элементах из стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см 2) допускается применять электроды или сварочную проволоку, для которых выполняется условие R wz < R wf £ R wz b z /b f .

При выборе электродов или сварочной проволоки следует учитывать группы конструкций и климатические районы, указанные в табл. 55*.

11.3*. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

; (122)

по металлу границы сплавления

, (123)

где W f - момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва;

W z - то же, по металлу границы сплавления.

Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения этих швов следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

; (124)

по металлу границы сплавления

, (125)

где J fx и J fy - моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей;

J zx и J zy - то же, по металлу границы сплавления;

х и у - координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, относительно главных осей этого сечения.

11.4. Сварные стыковые соединения, выполненные без физического контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (33), в которой значения s x , s y , t xy и R y следует принимать соответственно: s x = s wx и s y = s wy - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; t xy = t wxy - касательное напряжение в сварном соединении; R y = R wy .

11.5. При расчете сварных соединений с угловыми швами на одновременное действие продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия

t f £ R wf g wf g c и t z £ R wz g wz g c , (126)

где t f и t z - напряжения в расчетном сечении соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления, равные геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной и поперечной силами и моментом.

Болтовые соединения

11.6. В болтовых соединениях при действии продольной силы N , проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным.

11.7*. Расчетное усилие N b , которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

N b = R bs g b An s ; (127)

на смятие

N b = R bp g b d å t ; (128)

на растяжение

N b = R bt A bn . (129)

Обозначения, принятые в формулах (127) - (129):

Таблица 35*

Для одноболтовых соединений следует учитывать коэффициенты условий работы g c согласно требованиям п. 11.8.

11.8. Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

где N min - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных согласно требованиям п. 11.7* настоящих норм.

11.9. При действии на соединение момента, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

11.10. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, следует проверять отдельно на срез и растяжение.

Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на равнодействующее усилие.

11.11. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в креплениях с односторонней накладкой количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10 %.

При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей количество болтов, прикрепляющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено против расчета на 50 %.

Соединения на высокопрочных болтах

11.12. Соединения на высокопрочных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

11.13*. Расчетное усилие Q bh , которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле

, (131)*

где R bh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

m - коэффициент трения, принимаемый по табл. 36*;

g h - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 36*;

A bn - площадь сечения болта нетто, определяемая по табл. 62*;

g b - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества n болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

0,8 при n < 5;

0,9 при 5 £ n < 10;

1,0 при n ³ 10.

Количество n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле

где k - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием P = R bh A bn .

Таблица 36

11.14. Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках - по площади сечения нетто по площади сечения брутто А при Аn ³ 0,85А либо по условной площади A c = 1,18A n при An < 0,85А.

Соединения с фрезерованными торцами

11.15. В соединениях элементов с фрезерованными торцами (в стыках и базах колонн и т. п.) сжимающую силу следует считать полностью передающейся через торцы.

Во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах сварные швы и болты, включая высокопрочные, указанных соединений следует рассчитывать на максимальное растягивающее усилие от действия момента и продольной силы при наиболее неблагоприятном их сочетании, а также на сдвигающее усилие от действия поперечной силы.

Поясные соединения в составных балках.

11.16. Сварные швы и высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных двутавровых балок, следует рассчитывать согласно табл. 37*.

Таблица 37*

При отсутствии ребер жесткости для передачи больших неподвижных сосредоточенных нагрузок расчет прикрепления верхнего пояса следует выполнять как для подвижной сосредоточенной нагрузки.

При приложении неподвижной сосредоточенной нагрузки к нижнему поясу балки сварные швы и высокопрочные болты, прикрепляющие этот пояс к стенке, следует рассчитывать по формулам (138) - (140)* табл. 37* независимо от наличия ребер жесткости в местах приложения грузов.

Сварные поясные швы, выполненные с проваром на всю толщину стенки, следует считать равнопрочными со стенкой.

11.17. В балках с соединениями на высокопрочных болтах с многолистовыми поясными пакетами прикрепление каждого из листов за местом своего теоретического обрыва следует рассчитывать на половину усилия, которое может быть воспринято сечением листа. Прикрепление каждого листа на участке между действительным местом его обрыва и местом обрыва предыдущего листа следует рассчитывать на полное усилие, которое может быть воспринято сечением листа.

12. Общие требования по проектированию стальных конструкций

Основные положения

12.1*. При проектировании стальных конструкций необходимо:

предусматривать связи, обеспечивающие в процессе монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом и его элементов, назначая их в зависимости от основных параметров сооружения и режима его эксплуатации (конструктивной схемы, пролетов, типов кранов и режимов их работы, температурных воздействий и т. п.);

учитывать производственные возможности и мощность технологического и кранового оборудования предприятий - изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортное и другое оборудование монтажных организаций;

производить разбивку конструкций на отправочные элементы с учетом вида транспорта и габаритов транспортных средств, рационального и экономичного транспортирования конструкций на строительство и выполнения максимального объема работ на предприятии-изготовителе;

использовать возможность фрезерования торцов для мощных сжатых и внецентренно-сжатых элементов (при отсутствии значительных краевых растягивающих напряжений) при наличии соответствующего оборудования на предприятии-изготовителе;

предусматривать монтажные крепления элементов (устройство монтажных столиков и т. п.);

в болтовых монтажных соединениях применять болты класса точности В и С, а также высокопрочные, при этом в соединениях, воспринимающих значительные вертикальные усилия (креплениях ферм, ригелей, рам и т. п.), следует предусматривать столики; при наличии в соединениях изгибающих моментов следует применять болты класса точности В и С, работающие на растяжение.

12.2. При конструировании стальных сварных конструкций следует исключать возможность вредного влияния остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительных выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строгания, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).

12.3. В сварных соединениях стальных конструкций следует исключать возможность хрупкого разрушения конструкций в процессе их монтажа и эксплуатации в результате неблагоприятного сочетания следующих факторов:

высоких местных напряжений, вызванных воздействием сосредоточенных нагрузок или деформаций деталей соединений, а также остаточных напряжений;

резких концентраторов напряжений на участках с высокими местными напряжениями и ориентированных поперек направления действующих растягивающих напряжений;

пониженной температуры, при которой данная марка стали в зависимости от ее химического состава, структуры и толщины проката переходит в хрупкое состояние.

При конструировании сварных конструкций следует учитывать, что конструкции со сплошной стенкой имеют меньше концентраторов напряжений и менее чувствительны к эксцентриситетам по сравнению с решетчатыми конструкциями.

12.4*. Стальные конструкции следует защищать от коррозии в соответствии со СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

Защита конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях тропического климата, должна выполняться по ГОСТ 15150- 69*.

12.5. Конструкции, которые могут подвергаться воздействию расплавленного металла (в виде брызг при разливке металла, при прорыве металла из печей или ковшей), следует защищать облицовкой или ограждающими стенками из огнеупорного кирпича или жароупорного бетона, защищенными от механических повреждений.

Конструкции, подвергающиеся длительному воздействию лучистой или конвекционной теплоты или кратковременному воздействию огня во время аварий тепловых агрегатов, следует защищать подвесными металлическими экранами или футеровкой из кирпича или жароупорного бетона.

Сварные соединения

12.6. В конструкциях со сварными соединениями следует:

предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки;

обеспечивать свободный доступ к местах выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки.

12.7. Разделку кромок под сварку следует принимать по ГОСТ 8713- 79*, ГОСТ 11533- 75, ГОСТ 14771- 76*, ГОСТ 23518- 79, ГОСТ 5264- 80 и ГОСТ 11534- 75.

12.8. Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:

а) катеты угловых швов k f должны быть не более 1,2t , где t - наименьшая толщина соединяемых элементов;

б) катеты угловых швов k f следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38*;

в) расчетная длина углового сварного шва должна быть не менее 4k f и не менее 40 мм;

г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85b f k f (b f - коэффициент, принимаемый по табл. 34*), за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва;

д) размер нахлестки должен быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов;

е) соотношения размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1. При разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами, при этом катет, примыкающие к более тонкому элементу, должен соответствовать требованиям п. 12.8,а, а примыкающий к более толстому элементу - требованиям п. 12.8,б;

ж) в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, а также возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу при обосновании расчетом на выносливость или на прочность с учетом хрупкого разрушения.

Таблица 38*

12.9*. Для прикрепления ребер жесткости, диафрагм и поясов сварных двутавров по пп. 7.2*, 7.3, 13.12*, 13.26 и конструкций группы 4 допускается применять односторонние угловые швы, катеты которых k f следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38*.

Применение этих односторонних угловых швов не допускается в конструкциях:

эксплуатируемых в среднеагрессивной и сильноагрессивной средах (классификация согласно СНиП по защите строительных конструкций от коррозии);

возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 .

12.10. Для расчетных и конструктивных угловых швов в проекте должны быть указаны вид сварки, электроды или сварочная проволока, положение шва при сварке.

12.11. Сварные стыковые соединения листовых деталей следует, как правило, выполнять прямыми с полным проваром и с применением выводных планок.

В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва и сварка на остающейся стальной подкладке.

12.12. Применение комбинированных соединений, в которых часть усилия воспринимается сварными швами, а часть - болтами, не допускается.

12.13. Применение прерывистых швов, а также электрозаклепок, выполняемых ручной сваркой с предварительным сверлением отверстий, допускается только в конструкциях группы 4.

Болтовые соединения и соединения на высокопрочных болтах

12.14. Отверстия в деталях стальных конструкций следует выполнять согласно требованиям СНиП по правилам производства и приемки работ для металлических конструкций.

12.15*. Болты класса точности А следует применять для соединений, в которых отверстия просверлены на проектный диаметр в собранных элементах либо по кондукторам в отдельных элементах и деталях, просверлены или продавлены на меньший диаметр в отдельных деталях с последующим рассверливанием до проектного диаметра в собранных элементах.

Болты класса точности В и С в многоболтовых соединениях следует применять для конструкций, изготовляемых из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см 2).

12.16. Элементы в узле допускается крепить одним болтом.

12.17. Болты, имеющие по длине ненарезанной части участки с различными диаметрами, не допускается применять в соединениях, в которых эти болты работают на срез.

12.18*. Под гайки болтов следует устанавливать круглые шайбы по ГОСТ 11371- 78*, под гайки и головки высокопрочных болтов следует устанавливать шайбы по ГОСТ 22355- 77*. Для высокопрочных болтов по ГОСТ 22353- 77* с увеличенными размерами головок и гаек и при разности номинальных диаметров отверстия и болта, не превышающей 3 мм, а в конструкциях, изготовленных из стали с временным сопротивлением не ниже 440 МПа (4500 кгс/см 2), не превышающей 4 мм, допускается установка одной шайбы под гайку.

Резьба болта, воспринимающего сдвигающее усилие, не должна находиться на глубине более половины толщины элемента, прилегающего к гайке, или свыше 5 мм, кроме структурных конструкций, опор линий электропередачи и открытых распределительных устройств и линий контактных сетей транспорта, где резьба должна находиться вне пакета соединяемых элементов.

12.19*. Болты (в том числе высокопрочные) следует размещать в соответствии с табл. 39.

Таблица 39

Соединительные болты должны размещаться, как правило, на максимальных расстояниях, в стыках и узлах следует размещать болты на минимальных расстояниях.

При размещении болтов в шахматном порядке расстояние между их центрами вдоль усилия следует принимать не менее a + 1,5d , где а - расстояние между рядами поперек усилия, d - диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента A n определяется с учетом ослабления его отверстиями, расположенными только в одном сечении поперек усилия (не по "зигзагу").

При прикреплении уголка одной полкой отверстие, наиболее удаленное от его конца, следует размещать на риске, ближайшей к обушку.

12.20*. В соединениях с болтами классов точности А, В и С (за исключением крепления второстепенных конструкций и соединений на высокопрочных болтах) должны быть предусмотрены меры против развинчивания гаек (постановка пружинных шайб или контргаек).

13. Дополнительные требования по проектированию производственных зданий и сооружений 1

Относительные прогибы и отклонения конструкций

13.1*. Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных значений, установленных СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Табл. 40* исключена.

13.2- 13.4 и табл 41* исключены.

1 Допускается применять для других видов зданий и сооружений.

Расстояния между температурными швами

13.5. Наибольшие расстояния между температурными швами стальных каркасов одноэтажных зданий и сооружений следует принимать согласно табл. 42.

При превышении более чем на 5 % указанных в табл. 42 расстояний, а также при увеличении жесткости каркаса стенами или другими конструкциями в расчете следует учитывать климатические температурные воздействия, неупругие деформации конструкций и податливость узлов.

Таблица 42