Минимальное расстояние от болта до края пластины. Расстояния при размещении болтов

Разрабатывая болтовое соединение необходимо:

• Обеспечить наилучшие условия для максимальной передачи усилия с одного соединяемого элемента к другому
• Создать возможность удобного выполнения соединения.

Число болтов в соединении и расстояние между ними зависит от конструктивных особенностей соединяемых узлов.

В узлах прикреплений и стыках, в нагруженных и ответственных узлах расстояние между болтами делают минимальным, для уменьшения расходов на соединяющие накладки.

В малонагруженных узлах, расстояние между отверстиями под болты увеличивают, для экономии расходов на болты.

Болты в соединении необходимо располагать по прямым линиям (рискам), которые параллельны прикладываемым усилиям в соединении. Расстояние между болтами в линии называется шагом соединения, а расстояние двумя соседними рисками – дорожкой.

Минимальное расстояние между болтами зависят от прочности основного материала соединения, а максимальное определяется устойчивости к деформации и разрушению соединяемых участков между болтами, возможностью деформации соединяемых частей или появления щелей в соединении.

При соединении профильных элементов (швеллеров, уголков, двутавров) варианты расстановки рисок и возможные диаметры отверстий под болты нормируются и приведены в справочниках. При разработке таких соединений нужно предусматривать возможность удобной постановки болтов и сборки соединения.

При разработке соединения весьма желательно дорожку и шаг делать равным кратным 40мм.

Это облегчит рассверловку отверстий под болты с помощью кондукторов.

Рис.5.11. Схема отверстий для соединения болтами

а – самое меньшее расстояние в случае рядового (I) и шахматного (II) размещения болтов; б – самое большое расстояние в случае растяжения (I) и сжатия (II) элементов; 1 – окаймляющий уголок.

Таблица 5.9. При разработке болтового соединения расстояние между двумя соседними болтами одной риски определяют согласно таблице

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-III: 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.

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

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;

Работа на сдвиг является основным видом работы болтовых со-единений. При этом обычные болты (грубой, нормальной и повы-шенной точности) работают на срез, а стенки отверстий в соединя-емых элементах — на смятие (рисунки ниже).

Болты 1 и 2-й групп при сплачивании работают на срез и смя-тие. Распределение продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, между болтами принимается равномерным. Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом из условия прочности срезу, определяется по формуле

N b = R bs A b n s γ b ;

расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом на смятие:

N = R bp γ b d∑t;

при действии внешней силы, направленной параллельно продоль-ной оси болтов их работа происходит на растяжение (рисунок ниже). Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом при работе на растяжение:

Схема работы обычных болтов

а — односрсзнос соединение; 6 — двухсрсзнос соединение; в — на растяжение; 1 — плоскость среза; 2 — смятие стенок отверстий

В формулах ниже R bs , R bp , R bt — расчетные сопротивле-ния болтовых соединений срезу, смятию и растяжению (приведены в таблице); d— наружный диаметр болта; А = πd 2 / 4 — рас-четная площадь сечения стержня болта; А Ьn — площадь сечения бол-та нетто (по резьбе), таблица ниже; ∑t — наименьшая суммарная тол-щина элементов, сминаемых в одном направлении; n s — число рас-четных срезов одного болта; γ b — коэффициент условий работы соединений, принимаемый по таблице СНиП, для болтов грубой и нор-мальной точности в многоболтовом соединении γ b = 0,9, для болтов повышенной точности γ b = 1,0.

Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов

Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами

Площади сечения болтов

* Болты указанных диаметров применять не рекомендуется

Необходимое количество n болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле:

n ≥ N / γ c N bmin

где N bmin — меньшее из значений расчетных усилий для одного бол-та, вычисленных на смятие, срез, растяжение по формулам ниже; γ c — коэффициент условий работы.

Решающее значение в работе соединения на высокопрочных болтах имеют сила натяжения болта и качество поверхностей тре-ния.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой по-верхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высо-копрочным болтом (рисунок ниже), определяют по формуле

Q bn = R bn γ b A bn μ / γ h

где R bh = 0,7R bun — расчетное сопротивление растяжению высоко-прочного болта (R bun — наименьшее временное сопротивление ма-териала болта, таблице ниже); γ b — коэффициент условий работы соеди-нения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприя-тия расчетного усилия, и принимаемый равным: 0,8 при n < 5; 0,9 при 5 ≤ n < 10; 1,0 при n ≥ 10; А bn —площадь сечения болта нетто по таблице ниже; μ — коэффициент трения, зависящий от характера обра-ботки поверхностей соединяемых элементов, принимаемый по таблице ниже; γ h — коэффициент надежности, зависящий от вида нагрузки (статическая или динамическая), способа регулирования натяжения болтов и разности номинальных диаметров отверстий и болтов, при-нимаемый по таблице ниже.

Схема работы соединения на высокопрочных болтах

Количество высокопрочных болтов в соединении при действии продольного усилия определяют по формуле:

n ≥ N / Q bh γ c k

где k — количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочных болтов производят осевым усили-ем Р = R bh A bn (рисунок ниже).

Количество болтов по одну сторону стыка в рабочем элементе конструкции принимается, как правило, не менее двух. В стыках и узлах прикреплений (для экономии материала накладок) расстоя-ние между болтами должно быть минимальным. В слабоработающих (связующих, конструктивных) соединениях расстояние долж-но быть максимальным, чтобы уменьшить число болтов.

Механические свойства высокопрочных болтов

Коэффициенты трения и надежности для соединений на высокопрочных болтах

Примечание. М— регулирование натяжения по моменту закручивания; а — то же, по углу поворота гайки.

Размещение болтов в листах и прокатных профилях может быть рядовое и в шахматном порядке. Линии, проходящие по центрам отверстий, называют рисками. Расстояние между рисками вдоль уси-лия называют шагом, а поперек усилия — дорожкой (рисунок ниже).

Размещение отверстий

а — в листовом материале; б — в прокатных профилях; 1 — риски; l— шаг; е— дорожка

Минимальные расстояния между центрами болтов в стальных кон-струкциях определяются условием прочности основного металла, мак-симальные расстояния — условиями устойчивости соединяемых эле-ментов в промежутке между болтами или заклепками при сжатии.