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.

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).

Таблица 39

Характеристика расстояния	Расстояния при размещении болтов
1. Расстояния между центрами болтов в любом направлении:
а) минимальное
б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии	8d или 12t
в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:
при растяжении	16d или 24t
при сжатии	12d или 18t
2. Расстояния от центра болта до края элемента:
а) минимальное вдоль усилия
б) то же, поперек усилия:
при обрезных кромках
при прокатных кромках
в) максимальное	4d или 8t
г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия
* В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа (3900 кгс/см 2) минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d . Обозначения, принятые в таблице 39: d - диаметр отверстия для болта; t - толщина наиболее тонкого наружного элемента. Примечание. В соединяемых элементах из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см 2) допускается уменьшение расстояния от центра болта до края элемента вдоль усилия и минимального расстояния между центрами болтов в случаях расчета с учетом соответствующих коэффициентов условий работы соединений согласно пп. 11.7* и 15.14*.

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

Характеристика зданий и сооружений	Наибольшие расстояния, м
	между температурными швами				от температурного шва или торца здания до оси ближайшей вертикальной связи
	по длине блока (вдоль здания)		по ширине блока
	в климатических районах строительства
		I 1 , I 2 , II 2 и II 3	всех, кроме I 1 , I 2 , II 2 и II 3	I 1 , I 2 , II 2 и II 3	всех, кроме I 1 , I 2 , II 2 и II 3	I 1 , I 2 , II 2 и II 3
Отапливаемые здания
Неотапливаемые здания и горячие цехи
Открытые эстакады
Примечание. При наличии между температурными швами здания или сооружения двух вертикальных связей расстояние между последними в осях на должно превышать: для зданий - 40-50 м и для открытых эстакад - 25-30 м, при этом для зданий и сооружений, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , должны приниматься меньшие из указанных расстояний.

Фермы и структурные

плиты покрытий

13.6. Оси стержней ферм и структур должны быть, как правило, центрированы во всех узлах. Центрирование стержней следует производить в сварных фермах по центрам тяжести сечений (с округлением до 5 мм), а в болтовых - по рискам уголков, ближайшим к обушку.

Смещение осей поясов ферм при изменении сечений допускается не учитывать, если оно не превышает 1,5 % высоты пояса.

При наличии эксцентриситетов в узлах элементы ферм и структур следует рассчитывать с учетом соответствующих изгибающих моментов.

При приложении нагрузок вне узлов фермы пояса должны быть рассчитаны на совместное действие продольных усилий и изгибающих моментов.

13.7. При пролетах ферм покрытий свыше 36 м следует предусматривать строительный подъем, равный прогибу от постоянной и длительной нагрузок. При плоских кровлях строительный подъем следует предусматривать независимо от величины пролета, принимая его равным прогибу от суммарной нормативной нагрузки плюс 1/200 пролета.

13.8. При расчете ферм с элементами из уголков или тавров соединения элементов в узлах ферм допускается принимать шарнирными. При двутавровых, Н-образных и трубчатых сечениях элементов расчет ферм по шарнирной схеме допускается, когда отношение высоты сечения к длине элементов не превышает: 1/10 - для конструкций, эксплуатируемых во всех климатических районах, кроме I 1 , I 2 , II 2 и II 3 ; 1/15 - в районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 .

При превышении этих отношений следует учитывать дополнительные изгибающие моменты в элементах от жесткости узлов. Учет жесткости узлов в фермах разрешается производить приближенными методами; осевые усилия допускается определять по шарнирной схеме.

13.9*. Расстояние между краями элементов решетки и пояса в узлах сварных ферм с фасонками следует принимать не менее а = 6t - 20 мм, но не более 80 мм (здесь t - толщина фасонки, мм).

Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, следует оставлять зазор не менее 50 мм.

Сварные швы, прикрепляющие элементы решетки фермы к фасонкам, следует выводить на торец элемента на длину 20 мм.

13.10. В узлах ферм с поясами из тавров, двутавров и одиночных уголков крепление фасонок к полкам поясов встык следует осуществлять с проваром на всю толщину фасонки. В конструкциях группы 1, а также эксплуатируемых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 примыкание узловых фасонок к поясам следует выполнять согласно поз. 7 табл 83*.

Колонны

13.11. Отправочные элементы сквозных колонн с решетками в двух плоскостях следует укреплять диафрагмами, располагаемыми у концов отправочного элемента.

В сквозных колоннах с соединительной решеткой в одной плоскости диафрагмы следует располагать не реже чем через 4 м.

13.12*. В центрально-сжатых колоннах и стойках с односторонними поясными швами согласно п. 12.9* в узлах крепления связей, балок, распорок и других элементов в зоне передачи усилия следует применять двусторонние поясные швы, выходящие за контуры прикрепляемого элемента (узла) на длину 30k f с каждой стороны.

13.13. Угловые швы, прикрепляющие фасонки соединительной решетки к колоннам внахлестку, следует назначать по расчету и располагать с двух сторон фасонки вдоль колонны в виде отдельных участков в шахматном порядке, при этом расстояние между концами таких швов не должно превышать 15 толщин фасонки.

В конструкциях, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , а также при применении ручной дуговой сварки швы должны быть непрерывными по всей длине фасонки.

13.14. Монтажные стыки колонн следует выполнять с фрезерованными торцами, сварными встык, на накладках со сварными швами или болтами, в том числе высокопрочными. При приварке накладок швы следует не доводить до стыка на 30 мм с каждой стороны. Допускается применение фланцевых соединений с передачей сжимающих усилий через плотное касание, а растягивающих - болтами.

Связи

13.15. В каждом температурном блоке здания следует предусматривать самостоятельную систему связей.

13.16. Нижние пояса подкрановых балок и ферм пролетом свыше 12 м следует укреплять горизонтальными связями.

13.17. Вертикальные связи между основными колоннами ниже уровня подкрановых балок при двухветвевых колоннах следует располагать в плоскости каждой из ветвей колонны.

Ветви двухветвевых связей, как правило, следует соединять между собой соединительными решетками.

13.18. Поперечные горизонтальные связи следует предусматривать в уровне верхнего или нижнего поясов стропильных ферм в каждом пролете здания по торцам температурных блоков. При длине температурного блока более 144 м следует предусматривать промежуточные поперечные горизонтальные связи.

Стропильные фермы, не примыкающие непосредственно к поперечным связям, следует раскреплять в плоскости расположения этих связей распорками и растяжками.

В местах расположения поперечных связей следует предусматривать вертикальные связи между фермами.

При наличии жесткого диска кровли в уровне верхних поясов следует предусматривать инвентарные съемные связи для выверки конструкций и обеспечения их устойчивости в процессе монтажа.

В покрытиях зданий и сооружений, эксплуатируемых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , следует, как правило, предусматривать (дополнительно к обычно применяемым) вертикальные связи посредине каждого пролета вдоль всего здания.

13.19*. Продольные горизонтальные связи в плоскости нижних поясов стропильных ферм следует предусматривать вдоль крайних рядов колонн в зданиях с кранами групп режимов работы 6К-8К по ГОСТ 25546-82; в покрытиях с подстропильными фермами; в одно- и двупролетных зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т и более, а при отметке низа стропильных конструкций свыше 18 м - независимо от грузоподъемности кранов.

В зданиях с числом пролетов более трех горизонтальные продольные связи следует размещать также вдоль средних рядов колонн не реже чем через пролет в зданиях с кранами групп режимов работы 6К-8К по ГОСТ 25546-82 и через два пролета - в прочих зданиях.

13.20. Горизонтальные связи по верхним и нижним поясам разрезных ферм пролетных строений транспортерных галерей следует конструировать раздельно для каждого пролета.

13.21. При применении крестовой решетки связей покрытий допускается расчет по условной схеме в предположении, что раскосы воспринимают только растягивающие усилия.

При определении усилий в элементах связей обжатие поясов ферм, как правило, учитывать не следует.

13.22. При устройстве мембранного настила в плоскости нижних поясов ферм допускается учитывать работу мембраны.

13.23. В висячих покрытиях с плоскостными несущими системами (двупоясными, изгибно-жесткими вантами и т. п.) следует предусматривать вертикальные и горизонтальные связи между несущими системами.

Балки

13.24. Применять пакеты листов для поясов сварных двутавровых балок, как правило, не разрешается.

Для поясов балок на высокопрочных болтах допускается применять пакеты, состоящие не более чем из трех листов, при этом площадь поясных уголков следует принимать равной не менее 30 % всей площади пояса.

13.25. Поясные швы сварных балок, а также швы, присоединяющие к основному сечению балки вспомогательные элементы (например, ребра жесткости), должны выполняться непрерывными.

13.26. При применении односторонних поясных швов в сварных двутавровых балках, несущих статическую нагрузку, должны быть выполнены следующие требования:

расчетная нагрузка должна быть приложена симметрично относительно поперечного сечения балки;

должна быть обеспечена устойчивость сжатого пояса балки в соответствии с п. 5.16*, а;

в местах приложения к поясу балки сосредоточенных нагрузок, включая нагрузки от ребристых железобетонных плит, должны быть установлены поперечные ребра жесткости.

В ригелях рамных конструкций у опорных узлов следует применять двусторонние поясные швы.

В балках, рассчитываемых согласно требованиям пп. 5.18*-5.23 настоящих норм, применение односторонних поясных швов не допускается.

13.27. Ребра жесткости сварных балок должны быть удалены от стыков стенки на расстояние не менее 10 толщин стенки. В местах пересечения стыковых швов стенки балки с продольным ребром жесткости швы, прикрепляющие ребро к стенке, следует не доводить до стыкового шва на 40 мм.

13.28. В сварных двутавровых балках конструкций групп 2-4 следует, как правило, применять односторонние ребра жесткости с расположением их с одной стороны балки.

В балках с односторонними поясными швами ребра жесткости следует располагать со стороны стенки, противоположной расположению односторонних поясных швов.

Подкрановые балки

13.29. Расчет на прочность подкрановых балок следует выполнять согласно требованиям п. 5.17 на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок.

13.30*. Расчет на прочность стенок подкрановых балок (за исключением балок, рассчитываемых на выносливость, для кранов групп режимов работы 7К в цехах металлургических производств и 8К по ГОСТ 25546-82) следует выполнять по формуле (33), в которой при расчете сечений на опорах неразрезных балок вместо коэффициента 1,15 следует принимать коэффициент 1.3.

13.31. Расчет на устойчивость подкрановых балок следует выполнять в соответствии с п. 5.15.

13.32. Проверку устойчивости стенок и поясных листов подкрановых балок следует выполнять согласно требованиям разд. 7 настоящих норм.

13.33*. Подкрановые балки следует рассчитывать на выносливость согласно разд. 9 настоящих норм, при этом следует принимать a = 0,77 при кранах групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 и a = 1,1 в остальных случаях.

В подкрановых балках для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 стенки дополнительно следует рассчитывать на прочность согласно п. 13.34* и на выносливость согласно п.13.35*.

Расчет подкрановых балок на прочность и на выносливость следует производить на действие крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

13.34*. В сжатой зоне стенок подкрановых балок из стали с пределом текучести до 400 МПа (4100 кгс/см 2) должны быть выполнены условия:

g f 1 - коэффициент увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на отдельное колесо крана, принимаемый согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

F - расчетное давление колеса крана без учета коэффициента динамичности;

l ef - условная длина, определяемая по формуле

где с - коэффициент, принимаемый для сварных и прокатных балок 3,25, для балок на высокопрочных болтах - 4,5;

J 1f - сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса или общий момент инерции рельса и пояса в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу рельса и пояса;

M t - местный крутящий момент, определяемый по формуле

M t = F e + 0,75 Q t h r , (147)

где е - условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;

Q t - поперечная расчетная горизонтальная нагрузка, вызываемая перекосами мостового крана и непараллельностью крановых путей, принимаемая согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

h r - высота кранового рельса;

где R n - расчетное сопротивление усталости для всех сталей, принимаемое равным соответственно для балок сварных и на высокопрочных болтах: R n = 75 МПа (765 кгс/см 2) и 95 МПа (930 кгс/см 2) для сжатой верхней зоны стенки (сечения в пролете балки); R n = 65 МПа (665 кгс/см 2) и 89 МПа (875 кгс/см 2) для растянутой верхней зоны стенки (опорные сечения неразрезных балок).

Значения напряжений в формуле (148) следует определять по п. 13.34* от крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

Верхние поясные швы в подкрановых балках для кранов групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 должны быть выполнены с проваром на всю толщину стенки.

13.36. Свободные кромки растянутых поясов подкрановых балок и балок рабочих площадок, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов, должны быть прокатными, строганными или обрезанными машинной кислородной или плазменно-дуговой резкой.

13.37*. Размеры ребер жесткости подкрановых балок должны удовлетворять требованиям п. 7.10, при этом ширина выступающей части двустороннего ребра должна быть не менее 90 мм. Двусторонние поперечные ребра жесткости не должны привариваться к поясам балки. Торцы ребер жесткости должны быть плотно пригнаны к верхнему поясу балки; при этом в балках под краны групп режимов работы 7К (в цехах металлургических производств) и 8К по ГОСТ 25546-82 необходимо строгать торцы, примыкающие к верхнему поясу.

В балках под краны групп режимов работы 1К-5К по ГОСТ 25546-82 допускается применять односторонние поперечные ребра жесткости с приваркой их к стенке и к верхнему поясу и расположением согласно п. 13.28.

13.38. Расчет на прочность подвесных балок крановых путей (монорельсов) следует выполнять с учетом местных нормальных напряжений в месте приложения давления от колеса крана, направленных вдоль и поперек оси балки.

Документы по стандартизации

Конструкции металлические

«ЦНИИПСК им. Мельникова»

НИПИ «ПромстальконструкЦия»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Конструкции стальные строительные

БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Сортамент и области применения

СТО-0031-2004

(02494680, 01408401)

Москва

2004

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 01.04.2004 г. с участием представителей организации - разработчика Стандарта

4 ВВЕДЕН впервые

5 Разработка, согласование, утверждение, издание (тиражирование), обновление (изменение или пересмотр) и отмена настоящего стандарта производится 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 «НИИпромстальконструкция», 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 металлических 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, расчета, изготовления и выполнения металлических конструкций с монтажными соединениями на болтах.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Утвержден и введен в действие:

Дата введения 2004-04-15

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на проектирование, изготовление и выполнение металлических 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.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 7798-70 Болты с шестигранной головкой класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 7805-70 Болты с шестигранной головкой класса точности А. Конструкция и размеры

ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 1759.5-87 Гайки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 5915-70 Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 5927-70 Гайки шестигранные класса точности А. Конструкция и размеры

ГОСТ 11371-78 Шайбы. Технические условия

ГОСТ 22353-77 Болты высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 22354-77 Гайки высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 22355-77 Шайбы класса точности С к высокопрочным болтам

ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические условия

ГОСТ 24379.0 Болты фундаментные. Общие технические условия

ГОСТ 24379.1 Болты фундаментные. Конструкция и размеры

СНиП II-23-81* Стальные конструкции. Нормы проектирования

Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия

ГОСТ Р 51163-98 Покрытия термодиффузионные цинковые на крепежных и других мелких изделиях. Общие требования и методы контроля

3 Сортамент крепежных изделий

3.1 Для соединений строительных металлических конструкций следует применять болты с шестигранной головкой нормальной точности по ГОСТ 7798 или повышенной точности по ГОСТ 7805 с крупным шагом резьбы диаметров от 12 до 48 мм классов прочности 5.6, 5.8, 8.8 и 10.9 по ГОСТ 1759.4 . шестигранные гайки нормальной точности по ГОСТ 5915 или повышенной точности по ГОСТ 5927 классов прочности 5, 8 и 10 по ГОСТ 1759.5 , круглые шайбы к ним по ГОСТ 11371 исполнение 1 класса точности А, а также болты, гайки и шайбы высокопрочные по ГОСТ 22353 - ГОСТ 22356 диаметров 16, 20, 22, 24, 27, 30, 36, 42 и 48 мм.

3.2 Болты, имеющие по длине не нарезанной части участки с различными диаметрами (вплоть до среднего диаметра), не допускается применять в соединениях, в которых эти болты работают на срез.

3.3 Обозначение класса прочности болта состоит из двух цифр - первая соответствует 1/100 номинального значения временного сопротивления разрыву в Н/мм 2 , вторая 1/10 отношения номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение указанных двух цифр соответствует 1/10 номинального значения предела текучести в Н/мм 2 .

3.4 Класс прочности гайки с номинальной высотой, равной или более 0,8 d (где d - номинальный диаметр резьбы) обозначается цифрой, указывающей наибольший класс прочности болта, с которым они могут сопрягаться в соединении.

3.5 Маркировка болтов и гаек обязательна с указанием завода - изготовителя и класса прочности изделия.

3.6 Болты, гайки и шайбы, предназначенные для различных видов соединений, должны удовлетворять требованиям, указанным в таблице .

Таблица 1

Виды соединений	Классы прочности болтов	Номинальные диаметры болтов, мм	Марки стали болтов	Обозначение государственных стандартов			Разность номинальных диаметров отверстий и болтов, мм
				болт	гайка	шайба
Фрикционные	высокопрочные	16, 20, 22, 24, 27	40Х «Селект»	ГОСТ 22353	ГОСТ 22354	ГОСТ 22355	1 - 6
	10.9	12, 16, 20, 24	40Х, 20Г2Р	ГОСТ 1759.4	ГОСТ 1759.5	ГОСТ 22355	1 - 3
Фрикционно-срезные и срезные	высокопрочные	16, 20, 22, 24, 27	40Х «Селект»	ГОСТ 22353	ГОСТ 22354	ГОСТ 22355	0,3 - 3
	10.9	12, 16, 20, 24, 27	40Х, 20Г2Р	ГОСТ 1759.4	ГОСТ 1759.5	ГОСТ 11371
			35, 35Х
			20, 30, 35
			10, 20
Фланцевые	высокопрочные	20, 24, 27	40Х «Селект»	ГОСТ 22353	ГОСТ 22354	ГОСТ 22355	1 - 4

3.6 Конструкцию, размеры и марки стали для фундаментных болтов следует принимать по ГОСТ 24379.0 и ГОСТ 24379.1 .

3.7 Гайки для фундаментных болтов, выполненных из стали марок ВСт3сп2 и 20 диаметром менее 48 мм, следует применять по ГОСТ 5915 класса прочности 4, для фундаментных болтов из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 класса прочности не менее 5 по ГОСТ 1759.5 . Для болтов диаметром свыше 48 мм - по ГОСТ 10605 .

3.8 Для фланцевых соединений антенно-мачтовых сооружений допускается применение высокопрочных болтов из стали марки 30ХЗМФ диаметром 30, 36, 42 и 48 мм по ГОСТ 22353 , гаек по ГОСТ 22354 и шайб по ГОСТ 22355 .

3.9 Болты класса прочности 10.9 для фрикционных и болты классов прочности 10.9, 8.8 для фрикционно-срезных соединений допускается применять с гайками по ГОСТ 22354 и шайбами по ГОСТ 22355 . Класс прочности гаек должен быть не ниже класса прочности болтов.

4 Виды соединений и условия их применения

4.1 Настоящий стандарт распространяется на строительные металлические конструкции промышленных зданий и сооружений различного назначения с монтажными соединениями на болтах.

4.2 Стандарт предусматривает применение следующих видов соединений на болтах:

Фрикционные (сдвигоустойчивые) соединения, в которых внешние усилия воспринимаются исключительно силами трения, возникающими по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов после натяжения болтов на расчетное осевое усилие;

Фрикционно-срезные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются сопротивлением болтов срезу, а соединяемых элементов - смятию с учетом сил трения, возникающих по соприкасающимся плоскостям после натяжения болтов на расчетное осевое усилие;

Срезные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются сопротивлением болтов срезу, соединяемых элементов - смятию;

Фланцевые соединения;

Фундаментные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются сопротивлением болтов растяжению.

4.3 При проектировании стальных конструкций и их элементов следует предусматривать, как правило, монтажные соединения на болтах; сварные монтажные соединения допускаются при соответствующем обосновании.

4.4 Для элементов конструкций с соединениями на болтах следует применять стальной прокат в соответствии с приложением 1 СНиП II-23-81* , издание 1991 г.

4.5 Стальные строительные конструкции промышленных зданий и сооружений с монтажными соединениями на болтах, в зависимости от степени ответственности и условий их эксплуатации, разделены на три группы:

Группа 1. Конструкции и их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию знакопеременных, динамических, вибрационных или подвижных нагрузок, в том числе конструкции, рассчитываемые на выносливость (подкрановые балки); подкраново-подстропильные фермы; балки перекрытий технологических и рабочих площадок; стыки балок между собой; тормозные конструкции; узлы горизонтальных и вертикальных связей по поясам стропильных ферм; стыки растянутых поясов стропильных и подстропильных ферм на накладках; фасонки ферм; узлы крепления вертикальных связей по колоннам; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; пролетные строения, опоры транспортных галерей и т.п.

Группа 2. Конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, - балки перекрытий технологических и рабочих площадок; фермы; ригели рам; стыки балок; пояса стропильных и подстропильных ферм на накладках; узлы крепления горизонтальных и вертикальных связей по поясам стропильных ферм для зданий с кранами легкого и среднего режимов работы; узлы крепления путей подвесного транспорта и монорельсов; узлы крепления крановых рельсов; разрезных подкрановых балок между собой и к колоннам; узлы крепления стропильных ферм к колоннам и подстропильным фермам; подстропильных ферм к колоннам при условии передачи вертикального опорного давления через столик; косоуры лестниц и т.п.

Группа 3. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений - связи, элементы фахверка, лестницы, трапы, площадки, ограждения и т.п.

4.6 Фрикционные (сдвигоустойчивые) соединения следует применять в конструкциях и их элементах, для которых не допустимы остаточные перемещения сдвига (группа 1).

4.7 Фрикционно-срезные соединения следует применять в конструкциях и их элементах, изготовленных из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см 2), работающих при статической нагрузке, а также при воздействии знакопеременных усилий, когда меньшее из них может быть передано только силами трения (группы 1, 2 и 3).

4.8 Срезные соединения следует применять в конструкциях и их элементах, изготовленных из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см 2), работающих при статической нагрузке, а также во вспомогательных конструкциях зданий и сооружений различного назначения (группы 2 и 3).

4.9 Фланцевые соединения следует применять в конструкциях и их элементах, подверженных растяжению, сжатию, растяжению с изгибом, воздействию местных поперечных усилий, в том числе подвижных, вибрационных или другого вида нагрузок с числом циклов нагружения n до 10 5 и коэффициентом асимметрии напряжений r ≥ 0,8.

5 Области применения соединений

5.1 В зависимости от климатического района возведения металлических конструкций строящегося промышленного здания или сооружения, условий их эксплуатации (рассчитываемых или не рассчитываемых на выносливость), условий работы болтов (на срез или растяжение), классы прочности болтов следует назначать по таблице .

Таблица 2

Расчетная температура климатического района строительства, °С	Условия работы болтов	Класс прочности болтов	Марка стали болтов	Требования к болтам
В конструкциях, не рассчитываемых на выносливость
t ≥ - 40	растяжение или срез		20, 30, 35	По ГОСТ 1759.4
			10, 20
			35, 35Х
		10.9	40Х, 20Г2Р
		высокопрочные	40Х «Селект»	По ГОСТ 22353
40 > t ≥ -65	растяжение		20, 30, 35	По ГОСТ 1759.4 с гарантированной характеристикой ударной вязкости
			35, 35Х
		10.9	40Х, 20Г2Р
		высокопрочные	40Х «Селект»	По ГОСТ 22353 , исполнение ХЛ
	срез		20, 30, 35	По ГОСТ 1759.4
			10, 20	По ГОСТ 1759.4 с дополнительным отпуском при t = 650 °С
			35, 35Х	По ГОСТ 1759.4 с гарантированной характеристикой ударной вязкости
		10.9	40Х, 20Г2Р
		высокопрочные	40Х «Селект»	По ГОСТ 22353 , исполнение ХЛ
В конструкциях, рассчитываемых на выносливость
t ≥ -40	растяжение		20, 30, 35	По ГОСТ 1759.4 с гарантированной характеристикой ударной вязкости
			35, 35Х ГОСТ 1759.4 ГОСТ 22353
		высокопрочные	40Х «Селект»	По ГОСТ 22353 , исполнение ХЛ

5.2 Болты, гайки и шайбы с защитными металлическими покрытиями следует применять для соединений:

Элементов конструкций с защитными металлическими покрытиями, наносимыми горячим способом или газотермическим напылением (цинковые или алюминиевые покрытия);

Элементов конструкций, выполненных из алюминиевых сплавов;

Элементов антенных сооружений, мачт и опор ЛЭП;

Конструкций, эксплуатируемых в среднеагрессивной среде по классификации СНиП 2.03.11 табл. 13, совместно с лакокрасочными покрытиями;

Элементов железнодорожных, городских и надводных мостов, газопроводов;

Элементов конструкций, рассчитываемых на выносливость;

Фланцевых и соединений на болтах, рассчитываемых на растяжение;

Особо ответственных конструкций; бассейнов, водных стадионов;

Элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях морской атмосферы (болты, гайки и шайбы с кадмиевым покрытием).

5.3 В качестве защитного металлического покрытия болтов, гаек и шайб, как правило, следует применять термодиффузионное по ГОСТ Р 51163-98 или горячее цинковое покрытие с применением центрифугирования и прорезания гаек с помощью метчиков по требованию заказчика:

В слабоагрессивных средах в качестве самостоятельного покрытия;

В среднеагрессивных средах с дополнительным лакокрасочным покрытием, наносимым после сборки узла.

5.4 Для конструкций, эксплуатируемых в слабоагрессивных средах, допускается применять болты, гайки и шайбы с металлическими покрытиями по ГОСТ 1759.0 табл. 5 с цифровыми условными обозначениями - цинковое, хроматированное (01), кадмиевое, хроматированное (02), цинковое (09) с дополнительным лакокрасочным покрытием.

5.5 Для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, следует применять болты, гайки и шайбы из коррозионностойких, жаропрочных, жаростойких и теплоустойчивых сталей по

Ключевые слова: крепежные изделия, класс прочности, соединение, сдвиг, срез, смятие, растяжение, трение, усилие, момент закручивания

Болт размещают на прямых линиях – дисках. Расстояние между болтами по направлению силы называют шагом, перпендикулярно – дорожкой. Расположение может быть рядовое и шахматное.

Минимальное расстояние между болтами принимают из возможного положения их установки и условий безопасного выкола. Максимальное расстояние принимают при условии плотности элементов.

d- диаметр отверстияt- толщина наиболее тонкого наружного элемента

17.Расчет болтовых соединений в элементах, работающих на изгиб, продольную и поперечную силы. Особенности болтовых соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов.

Расчёт болтов в соединениях, работающих на осевую силу.

Необходимое количество болтов определяется

n=, гдеN bmin =minN bs

Для соединения на высокопрочных болтах

R bun – предел прочности высокопрочного болта

μ = 0.57 – дробемётная, дробеструйная обработка.

μ = 0.5 - дробемётная, дробеструйная обработка с консервацией путём мет. алюминия

μ = 0.42 – газопламенная обработка

μ = 0.35 – стальными щётками

μ = 0.25 – без обработки

γ b =0,8 –n<5

γ b =0,9 - 5n<10

γ h – коэффициент надёжности соединения

γ h = 1,02…1,7 принимается в зависимости от способа обработки поверхности, действующей нагрузки (статической, динамической), разности между диаметрами отверстия и болта и коэффициента μ.

k- количество поверхности трения

При расчете заклепочного или болтвтого соединения при сложном напряженном состоянии на действие изгибающего момента, поперечных и продольных усилий исходят из предположения, что продольная и поперечная силы поровну распределяются между всеми заклепками и (болтами) полустыка, а максимальное усилие от действия момента возникает в наиболее удаленных от нейтральной оси заклепках (болтах). Расчетная формула для определения максимального усилия в крайней заклепке (болте) имеет вид:

где - усилие, приходящееся на наиболее нагруженный (крайний) горизонтальный ряд заклепок (болтов) полустыка:

Сумма квадратов расстояний между горизонтальными рядами заклепок (болтов), равноудаленных от нейтральной оси;

Число вертикальных рядов в полустыке;

Общее число заклепок (болтов) в полустыке.

При отсутствии продольных сил в формуле принимают , а в сечении чистого изгиба, в котором и, максимальное усилие на крайнюю заклепку (болт),. Зная, напряжения соединений проверяется по формулам, полагаяи.

Расчёт болтов в соединениях работающих на изгиб.

При изгибе усилие в болтах возрастает неравномерно

Действующий момент М равен

М= m ΣN i l i = m(N 1 l 1 +N 2 l 2 + …+N i l i)

l 1 =l max , N 1 =N max

N 3 =…=N max M=m(N max+ N max+…+ N max) = m (l 1 2 +l 2 2 +…+l i 2)= mΣl i 2

УТВЕРЖДАЮ

Директор___________________

___________ .___________________

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Высокопрочные болты, гайки и шайбы следует применять в соответствии с указаниями рабочих (КМ) или деталировочных (КМД) чертежей стальных конструкций монтируемого объекта.

1.2. Проекты производства работ (ППР) должны содержать схемы производства работ или технологические карты, предусматривающие выполнение соединений на высокопрочных болтах в конкретных условиях монтируемого объекта.

1.3. Подготовку, сборку и приемку соединений на высокопрочных болтах следует производить под руководством лица (мастера, прораба), назначенного приказом по монтажной организации ответственным за выполнение этого вида соединений на объекте.

1.4. К выполнению соединений на высокопрочных болтах допускаются слесари-монтажники не моложе 18 лет, прошедшие специальную теоретическую и практическую подготовку, подтвержденную личным удостоверением на право выполнения этих работ, выданным монтажной организацией.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Требования к применяемым материалам

2.1.1. Высокопрочные болты, гайки, шайбы должны быть поставлены на монтируемый объект партиями, снабженными сертификатами в соответствии с требованиями ГОСТ 22353-77, ГОСТ 22354-77, ГОСТ 22355-77, ГОСТ 22356-77.

2.1.2. Для пескоструйной (дробеструйной) обработки контактных поверхностей соединяемых элементов конструкций следует применять кварцевый песок по ГОСТ 8736-77 либо дробь из чугуна или стали по ГОСТ 11964-81 Е.

2.1.3. Для образования клеефрикционного покрытия на контактных поверхностях накладок следует применять клей на основе эпоксидно-диановой смолы ЭД-20 по ГОСТ 10587-76 и карборундовый порошок марок КЗ и КЧ, фракций № 8, 10, 12 по ГОСТ 3647-80.

2.1.4. Для газопламенной обработки поверхностей следует применять ацетилен по ГОСТ 5457-75 и кислород по ГОСТ 6331-78. Ацетилен и кислород необходимо подавать к месту работы в стальных баллонах по ГОСТ 15860-70.

2.2. Требования к соединяемым элементам конструкций и инструменту

2.2.1. Возможность свободной поставки высокопрочных болтов и завинчивания гаек с применением гайковертов и динамометрических ключей должна обеспечиваться конструктивным решением соединений.

2.2.2. Не допускается монтаж соединений при наличии на элементах конструкций заусенцев вокруг и внутри отверстий, а также по краям элементов.

Контактные поверхности элементов не подлежат огрунтовке и окраске. Расстояние между осью болтов последнего ряда и огрунтованной поверхностью не должно быть менее 70 мм.

2.2.3. Не допускается применять в соединениях элементы, имеющие отклонения размеров, не соответствующих требованиям СНиП III-18-75 «Правила производства и приемки работ. Металлические конструкции». Перепад плоскостей элементов, соединяемых накладками, не должен превышать 0,5 мм включительно.

2.2.4. В соединениях из прокатных профилей с непараллельными поверхностями полок должны быть применены выравнивающие прокладки.

2.2.5. Номинальные диаметры и чернота отверстий (несовпадение отверстий в отдельных деталях собранного пакета) не должны превышать требований, указанных в главе СНиП III-18-75 «Правила производства и приемки работ. Металлические конструкции».

2.2.6. Контрольно-тарировочные динамометрические ключи должны быть пронумерованы, протарированы и снабжены тарировочными графиками или таблицами. Пневматические и электрические гайковерты должны отвечать паспортным требованиям.

3.1. Подготовительные операции

3.1.1. К подготовительным операциям относятся: расконсервация и очистка высокопрочных болтов; подготовка элементов конструкций; контрольно-тарировочная проверка инструмента.

3.1.2. Высокопрочные болты, гайки, шайбы должны быть очищены от заводской консервации, грязи, ржавчины и покрыты тонким слоем смазки. Расконсервация и очистка проводятся по следующей технологии.

3.1.3. Высокопрочные болты, гайки и шайбы массой не более 30 кг уложить в решетчатую тару.

3.1.4. Решетчатую тару, заполненную метизами, погрузить в бак с кипящей водой на 8 — 10 мин (см. чертеж).

3.1.5. После кипячения горячие метизы промыть в смеси, состоящей из 85% неэтилированного бензина по ГОСТ 2084-77 и 15% машинного масла (типа автол) по ГОСТ 20799-75 путем 2 — 3-кратного погружения с последующим высыханием.

3.1.6. Обработанные болты, гайки и шайбы уложить раздельно в закрытые ящики с ручками емкостью не более 20 кг для переноса их на рабочее место.

3.1.7. На переносной таре указать типоразмеры, количество болтов, гаек и шайб, дату обработки, номера сертификатов и партии.

3.1.8. Очищенные болты, гайки и шайбы следует хранить в закрытых ящиках не более 10 суток, после чего необходимо провести повторную обработку в соответствии, с пп. 3.1.4 и 3.1.5.

3.1.9. Заусенцы, обнаруженные вокруг и внутри отверстий, а также по краям элементов, должны быть удалены полностью. Удаление заусенцев вокруг отверстий и по краям элементов следует производить пневматической или электрической зачистными машинами без образования углубления, нарушающего контакт соприкасающихся поверхностей, а в случае наличия заусенцев внутри отверстия — сверлом, диаметр которого равен диаметру болта.

3.1.10. При перепаде плоскостей соединяемых элементов свыше 0,5 до 3,0 мм включительно на выступающем элементе необходимо сделать скос зачистной пневматической или электрической машиной на расстоянии до 30,0 мм от края элемента. При перепаде плоскостей более 3,0 мм следует применять выравнивающие прокладки.

3.1.11. Тарировку (проверку тарировки) контрольно-тарировочных динамометрических ключей следует производить один раз в смену перед началом работы на специальных стендах или приспособлениях в соответствии с рекомендуемым приложением 1. Тарировка гайковертов производится в соответствии с рекомендуемым приложением 2.

Приспособление для кипячения высокопрочных болтов, гаек и шайб

1 — нагревательный элемент; 2 — решетчатая тара для болтов; 3 — резервуар для воды;

4 — сливная пробка

3.2. Основные технологические операции

3.2.1. К основным технологическим операциям относятся:

— обработка контактных поверхностей;

— сборка соединений;

— установка высокопрочных болтов;

— натяжение и контроль за натяжением болтов.

3.2.2. Способ обработки контактных поверхностей выбирают в соответствии с коэффициентом трения, указанным в чертежах КМ или КМД, и главой СНиП II-23-81 «Стальные конструкции. Нормы проектирования».

Установлены следующие способы обработки контактных поверхностей, выполняемые на монтажной площадке: пескоструйный (дробеструйный); газопламенный; металлическими щетками; клеефрикционный.

3.2.3. Пескоструйную (дробеструйную) обработку контактных поверхностей соединяемых элементов следует производить пескоструйными или дробеструйными аппаратами по ГОСТ 11046-69 (СТ СЭВ 3110-81).

При пескоструйной (дробеструйной) обработке контактных поверхностей прокатная окалина и ржавчина должны быть полностью удалены до получения однородной поверхности светло-серого цвета.

3.2.4. Газопламенную обработку контактных поверхностей необходимо осуществлять широкозахватными газопламенными горелками ГАО-60 или ГАО-2-72 по ГОСТ 17357-71.

Газопламенная обработка допускается при толщине металла не менее 5,0 мм.

Скорость перемещения горелки 1 м/мин при толщине металла более 10 мм и 1,5-2 м/мин — при толщине металла до 10 мм включительно.

Продукты сгорания и окалину следует сметать мягкими проволочными, а затем волосяными щетками.

Поверхность после газопламенной обработки должна быть свободна от грязи, краски, масляных пятен и легкоотслаиваемой окалины. Полное удаление прокатной окалины необязательно.

Оборудование поста газопламенной обработки и краткая техническая характеристика оборудования приведены в рекомендуемом приложении 3.

3.2.5. Обработку контактных поверхностей металлическими щетками следует выполнять при помощи пневматических или электрических зачистных машин, марки которых указаны в рекомендуемом приложении 4.

Доводить очищаемые контактные поверхности до металлического блеска не допускается.

3.2.6. Клеефрикционное покрытие на контактные поверхности накладок, как правило, наносят на заводах-изготовителях металлических конструкций.

Технологический процесс получения клеефрикционного покрытия предусматривает:

— обработку контактных поверхностей накладок в пескоструйных (дробеструйных) аппаратах по ГОСТ 11046-69 (СТ СЭВ 3110-81);

— нанесение на обработанные контактные поверхности накладок эпоксидно-полиамидного клея;

— нанесение по неотвердевшему клею карборундового порошка.

Сохранность клеефрикционного покрытия должна быть обеспечена упаковкой накладок на весь период их погрузки, транспортировки, разгрузки и хранения на строительно-монтажной площадке.

Срок хранения накладок с клеефрикционным покрытием не ограничен.

Состав клеефрикционного покрытия приведен в рекомендуемом приложении 5.

Контактные поверхности основных соединяемых элементов перед сборкой должны быть обработаны металлическими щетками согласно п. 3.2.5.

3.2.7. Металлизационную обработку контактных поверхностей соединяемых элементов конструкций (оцинкование, алюминирование), как правило, производят на заводах-изготовителях металлических конструкций.

3.2.8. Обработанные поверхности должны быть защищены от попадания на них грязи, масла, а также образования льда. Срок хранения конструкций, обработанных пескоструйным (дробеструйным), газопламенным способами или металлическими щетками, до сборки не должен превышать трех суток, после чего следует провести повторную обработку поверхностей в соответствий с пп. 3.2.3 — 3.2.5.

Поверхности, обработанные пескоструйным (дробеструйным) способом, при повторной обработке допускается очищать газопламенным способом.

3.2.9. Контактные поверхности без обработки должны быть очищены от грязи и отслаиваемой окалины металлическими щетками; от масла — неэтилированным бензином, от льда — скалыванием.

3.2.10. Сборка соединений на высокопрочных болтах включает следующие операции:

— совмещение отверстий и фиксация в проектном положении элементов соединения с помощью сборочных пробок, количество которых должно составлять 10% количества отверстий, но не менее 2 шт.;

— установка высокопрочных болтов в отверстия, свободные от сборочных пробок;

— плотная стяжка пакета;

— натяжение установленных высокопрочных болтов на усилие, указанное в чертежах КМ и КМД;

— извлечение сборочных пробок, постановка в освободившиеся отверстия высокопрочных болтов и натяжение их до проектного усилия;

— огрунтовка соединения.

3.2.11. Под головки и гайки высокопрочных болтов необходимо ставить только по одной термически обработанной шайбе по ГОСТ 22355-77.

Выступающий конец болта должен обязательно иметь не менее одной нитки резьбы над гайкой.

3.2.12. При несовпадении отверстий их рассверловку в элементах с обработанными поверхностями следует производить, не применяя охлаждающих жидкостей.

3.2.13. Предварительное и окончательное натяжения высокопрочных болтов необходимо выполнять от середины соединения к краям или от наиболее жесткой части соединения по направлению к его свободным краям.

3.2.14. Метод натяжения высокопрочных болтов должен быть указан в чертежах КМ или КМД.

3.2.15. При отсутствии указаний метод натяжения выбирает монтажная организация по рекомендуемому приложению 2.

4. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

4.1. После выполнения монтажного соединения на высокопрочных болтах бригадир обязан накернить на соединение личное клеймо (набор цифр) и предъявить готовое соединение ответственному лицу.

4.2. Ответственное лицо (мастер, прораб) после осмотра и проверки должно предъявить готовое соединение представителю заказчика. При отсутствии у заказчика замечаний соединение следует считать принятым и ответственное лицо вносит все необходимые сведения о нем в журнал выполнения монтажных соединений на высокопрочных болтах (см. обязательное приложение 6).

4.3. После приемки готовое соединение следует огрунтовать и окрасить. Марки грунта и лакокрасочного материала принимают по «Перечню полимерных материалов и изделий, разрешенных к применению в строительстве», утвержденному Минздравом СССР, такие же, что и для огрунтовки и окраски металлоконструкций. Марки грунта и краски должны быть указаны в чертежах КМ и КМД.

4.4. Качество выполнения соединений на высокопрочных болтах ответственное лицо проверяет путем пооперационного контроля. Контролю подлежат:

— качество обработки контактных поверхностей;

— соответствие установленных болтов, гаек и шайб требованиям ГОСТ 22353-77, ГОСТ 22354-77, ГОСТ 22355-77, ГОСТ 22356-77, а также другим требованиям, указанным в чертежах КМ и КМД;

— наличие шайб под головками болтов и гайками;

— наличие на головках болтов клейма завода-изготовителя;

— длина выступающей части резьбы болта над гайкой;

— наличие клейма бригадира, руководящего сборкой соединения.

4.5. Качество обработки контактных поверхностей проверяют путем их визуального осмотра непосредственно перед сборкой соединений. Результаты контроля необходимо занести в журнал (см. обязательное приложение 6).

4.6. Соответствие натяжения болтов проектному проверяют в зависимости от метода натяжения. Отклонение фактического момента закручивания от момента, указанного в чертежах КМ и КМД, не должно превышать 20%.

Угол поворота гайки определяется по положению меток на выступающем конце болта и гайки. При двухстадийном натяжении болтов отклонение угла поворота должно быть в пределах ±15°, при одностадийном — ±30°.

Болты, у которых положение меток выходит за указанные пределы, должны быть отпущены и затянуты вновь.

4.7. Натяжение высокопрочных болтов проверяют тарированным динамометрическим ключом или контрольным протарированным гайковертом.

Натяжение болтов следует контролировать выборочной проверкой: при количестве болтов в соединении до 5 включительно контролируется 100% болтов, при количестве болтов от 6 до 20 — не менее 5, при большем количестве — не менее 25% болтов в соединении.

4.8. Если при контроле обнаружится хотя бы один болт, натяжение которого не удовлетворяет требованиям п. 4.6 настоящего стандарта, то контролю подлежат 100% болтов в соединении. При этом натяжение болтов должно быть доведено до требуемой величины.

4.9. Плотность стягиваемого пакета контролируют щупами 0,3 мм. Щуп не должен проходить между плоскостями по контуру соединяемых элементов.

4.10. Документация, предъявляемая при приемке готового объекта, кроме документации, предусмотренной главой СНиП III-18-75 «Правила производства и приемки работ. Металлические конструкции», должна содержать:

— журнал выполнения монтажных соединений на высокопрочных болтах;

— сертификаты на болты, гайки и шайбы;

— сертификаты на материалы для образования клеефрикционных покрытий.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. Организация участка укрупнительной сборки конструкций с монтажными соединениями на высокопрочных болтах должна обеспечивать безопасность труда работающих на всех этапах выполнения работ.

Работы по монтажу конструкций на высокопрочных болтах необходимо производить в соответствии с ППР, содержащим следующие решения по технике безопасности:

— организация рабочих мест и проходов;

— последовательность технологических операций;

— методы и приспособления для безопасной работы монтажников;

— расположение и зоны действия монтажных механизмов;

— способы складирования строительных материалов и элементов конструкции.

5.2. Размещение рабочего оборудования и организация рабочих мест должны обеспечивать безопасность эвакуации работающих при аварийных ситуациях с учетом действующих строительных норм.

5.3. Все работы на высоте по выполнению монтажных соединений на высокопрочных болтах следует производить с подмостей, обеспечивающих свободный доступ к соединению с инструментом.

Средства подмащивания и другие приспособления, обеспечивающие безопасность производства работ, должны соответствовать требованиям главы СНиП III-4-80 «Правила производства и приемки работ. Техника безопасности в строительстве», ГОСТ 12.2.012-75, ГОСТ 24259-80 и ГОСТ 24258-80.

5.4. Электробезопасность на монтажном участке должна обеспечиваться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.013-78.

5.5. При обработке контактных поверхностей пескоструйными (дробеструйными) аппаратами следует выполнять «Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденные Госгортехнадзором СССР.

5.6. Место производства пескоструйных (дробеструйных) работ следует ограждать и около него вывешивать соответствующие предупредительные знаки и надписи.

5.7. Материалы для пескоструйной (дробеструйной) обработки поверхностей (песок, дробь, металлический песок) следует хранить в емкостях с плотно закрываемой крышкой.

5.8. Оператор пескоструйного (дробеструйного) аппарата и подсобный рабочий снабжаются скафандрами или шлемами с принудительной подачей чистого воздуха.

5.9. Подаваемый в скафандр воздух предварительно должен быть пропущен через фильтр для очистки от пыли, воды и масла.

5.10. Между рабочими местами оператора и подсобного рабочего, находящихся возле пескоструйного (дробеструйного) аппарата, должна быть предусмотрена звуковая или световая сигнализация.

5.11. При обработке контактных поверхностей металлическими щетками (ручными и механическими) рабочие должны быть обеспечены защитными очками по ГОСТ 12.4.003-80 или масками, рукавицами и респираторами.

5.12. При обработке контактных поверхностей газопламенным способом необходимо выполнять требования главы СНиП III-4-80 «Правила производства и приемки работ. Техника безопасности в строительстве», а также санитарных правил при сварке и резке металлов, утвержденных Министерством здравоохранения СССР.

5.13. Места производства газопламенных работ должны быть освобождены от сгораемых материалов в радиусе не менее 5 м, а от взрывоопасных материалов и установок (в том числе газовых баллонов и газогенераторов) — в радиусе 10 м.

5.14. Не допускается производство работ по газопламенной обработке поверхностей элементов конструкций в дождливую погоду вне помещений без устройства навеса.

5.15. При выполнении газопламенной обработки контактных поверхностей рабочие должны быть обеспечены защитными очками закрытого типа со стеклами-светофильтрами марок Г-1 или Г-2.

Вспомогательные рабочие должны быть обеспечены защитными очками со стеклами-светофильтрами марок В-1 или В-2.

5.16. Нанесение клеефрикционного слоя на поверхность накладок, как правило, должно выполняться на заводах-изготовителях. При этом должны соблюдаться требования безопасности по ГОСТ 12.3.008-75, ГОСТ 12.3.016-79 и ГОСТ 10587-76, а также правила техники безопасности при работе с синтетическими клеями.

5.17. Приготовление клея и нанесение клеефрикционных покрытий должны осуществляться в отдельном помещении, оборудованном обменной и местной вентиляцией.

5.18. Лица, работающие с эпоксидно-диановыми смолами, должны быть обеспечены спецодеждой и перчатками.

Для защиты кожных покровов от воздействия эпоксидно-диановых смол следует применять защитные пасты и мази на основе ланолина, вазелина или касторового масла.

5.19. Помещение для нанесения клеефрикционных покрытий должно быть обеспечено средствами пожаротушения — углекислотными и пенными огнетушителями.

5.20. Расконсервация болтов, гаек и шайб должна производиться на открытой площадке с навесом.

5.21. При кипячении метизов в воде ванну необходимо заземлить. Рабочие, производящие расконсервацию метизов, не должны иметь непосредственного контакта с ваннами для кипячения и смазки. Процесс загружения должен быть механизирован.

5.22. При выполнении сборочных операций совмещение отверстий и проверка их совпадения в монтируемых элементах конструкций должны производиться с использованием специального инструмента — конусных оправок, сборочных пробок и др. Проверять совпадение отверстий пальцами рук не допускается.

5.23. Эксплуатация механизмов, средств малой механизации, включая техническое обслуживание, должна осуществляться в соответствии с требованиями главы СНиП III-4-80 «Правила производства и приемки работ. Техника безопасности в строительстве» и инструкций заводов-изготовителей.

5.24. При применении ручных машин следует соблюдать правила безопасности, предусмотренные ГОСТ 12.1.012-79 (СТ СЭВ 1932-79, СТ СЭВ 2602-80) и ГОСТ 12.2.010-75, а также инструкциями заводов-изготовителей.

5.25. Режим труда при работе с ручными электрическими и пневматическими машинами и гайковертами должен устанавливаться в соответствии с «Рекомендациями к разработке Положения о режиме труда работников виброопасных профессий», утвержденными в декабре 1971 г. ВЦСПС, Министерством здравоохранения СССР, Государственным комитетом Совета Министров СССР по вопросам труда и заработной платы, а также инструкциями заводов-изготовителей на выполнение работ с конкретными видами машин.

5.26. Огрунтовку и окраску готовых соединений на высокопрочных болтах следует производить на площадке сборки металлоконструкций.

5.27. К работе по огрунтовке соединений допускаются только рабочие, знающие правила безопасного обращения с применяемой аппаратурой и материалами и ознакомленные с правилами пожарной безопасности.

5.28. Рабочие, занятые огрунтовкой и окраской соединений, должны проходить медицинское освидетельствование в соответствии с требованиями приказа № 400 Минздрава СССР от 30.05.1969 г. «О проведении предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров трудящихся».

5.29. Временные производственные и вспомогательные помещения должны быть снабжены вентиляцией и освещением, а также оборудованы средствами пожаротушения в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.009-75.

Пример тарировки динамометрического ключа типа КТР-3 1

_________________

1 Ключи КТР-3 изготовляют монтажные организации по чертежам ЦНИИ Проектстальконструкции.

Динамометрические ключи тарируют на специальных тарировочных стендах или путем подвешивания груза заданной величины к его рукоятке. На шестигранную оправку или затянутый высокопрочный болт навешивают динамометрический ключ так, чтобы его рукоятка занимала горизонтальное положение (см. чертеж).

В фиксированной точке на конце ключа подвешивают груз массой

где М з — расчетный момент закручивания;

DМ з — момент, равный произведению массы ключа на расстояние от центра его тяжести до оси оправки или болта;

l — расстояние от центра тяжести груза до оси оправки или болта.

При подвешенном грузе отсчет ведется по регистрирующему прибору, например, индикатору часового типа ИЧ 10 мм по ГОСТ 577-68. Измерение проводят 2-3 раза до получения стабильного результата. Результаты тарировки заносят в журнал контрольной тарировки ключей (см. обязательное приложение 7).

Схема тарировки динамометрического ключа

1 — приваренный шестигранник или затянутый высокопрочный болт;

2 — жесткая опора; 3 — индикатор; 4 — тарируемый ключ; 5 — тарированный груз

Методы натяжения высокопрочных болтов

1. Натяжение высокопрочных болтов по моменту закручивания

1.1. Натяжение высокопрочных болтов на проектное усилие следует производить затяжкой гаек динамометрическим ключом до расчетной величины момента закручивания. Величина момента закручивания М з , необходимого для натяжения высокопрочных болтов, определяется по формуле:

М з = kPd ,

k — среднее значение коэффициента закручивания для каждой партии болтов по сертификату или устанавливаемое с помощью контрольных приборов на монтажной площадке;

Р — усилие натяжения болта, заданное в чертежах КМ и КМД;

d — номинальный диаметр болта.

1.2. Для предварительной затяжки гаек следует применять пневматические или электрические гайковерты, указанные в рекомендуемом приложении 4, и динамометрические ключи.

1.3. При натяжении болта головку или гайку следует придерживать от проворачивания монтажным гаечным ключом. Если проворачивание по мере натяжения болта не прекращается, то болт и гайку необходимо заменить.

1.4. Момент закручивания следует регистрировать в процессе движения ключа по направлению, увеличивающему натяжение.

Затяжку следует производить плавно, без рывков.

1.5. Динамометрические ключи должны быть пронумерованы и протарированы. Их следует подвергать тарировке в начале смены.

2. Натяжение высокопрочных болтов по углу поворота гайки

2.1. В отверстия, свободные от сборочных пробок, должны быть установлены высокопрочные болты и затянуты гайковертом, отрегулированным на момент закручивания 800 Н × м. Затяжку каждого болта необходимо производить до прекращения вращения гайки. После удаления сборочных пробок и замены их болтами последние должны быть затянуты на момент закручивания 800 Н × м.

2.2. Для контроля угла поворота гаек необходимо на них и выступающие концы болтов нанести метки совмещенным кернером (см. черт.) или краской.

Совмещенный кернер

1 — кернер; 2 — гайка; 3 — высокопрочный болт; 4 — пакет

2.3. Окончательную затяжку производят гайковертом, отрегулированным на момент закручивания 1600 Н × м, при этом гайка должна повернуться на угол, указанный в таблице.

3. Тарировка гайковертов по углу поворота гайки

3.1. Тарировку гайковертов следует выполнять на специальном тарировочном пакете, состоящем из трех тел с количеством отверстий не менее 20.

В отверстия тарировочного пакета вставляют высокопрочные болты и затягивают их гайковертом до момента прекращения вращения гайки. Группу болтов (тарировочные болты) в количестве не менее 5 шт. не затягивают.

Тарировочные болты должны быть затянуты вручную монтажным ключом с длиной рукоятки 0,3 м до отказа (исходное положение).

3.2. На подготовленных тарировочных болтах производят тарировку гайковерта.

3.3. Давление сжатого воздуха устанавливают таким, чтобы при повороте гайки на угол 180±30° из исходного положения наступал отказ гайковерта.

Давление воздуха необходимо периодически проверять.

Контроль давления воздуха следует осуществлять по манометру ГОСТ 2405-72, установленному в месте подключения шланга гайковерта к магистрали.

3.4. При тарировке гайковерта (для наблюдения за углом поворота гайки) на его сменную головку должны быть нанесены риски.

3.5. Гайковерт считают оттарированным, если угол поворота гайки в процессе натяжения всех болтов в момент отказа гайковерта равен 180±30°.

3.6. Результаты тарировки гайковерта необходимо занести в журнал тарировки гайковертов (см. обязательное приложение 8).

3.7. В случае изменения давления сжатого воздуха после устранения неисправности в гайковерте необходимо произвести контрольную тарировку.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Оборудование поста огневой очистки

Наименование оборудования	Краткая техническая характеристика
Горелка ГАО-60, ГАО-2-72 ГОСТ 17357-71 (1 шт.)	Широкозахватная, многопламенная, ширина захвата 100 мм.
Баллоны с кислородом (3 шт.)
Баллоны с ацетиленом (2 шт.)
Редуктор баллонный кислородный ДКД15-65 или РКД-15-81	Максимальное избыточное давление на входе — 1962 × 10 4 Па; рабочее избыточное давление — 78,48 × 10 4 Па; пропускная способность при максимальном давлении — 23 м 3 /ч
Редуктор баллонный ацетиленовый РД-2АМ, ДАП-1-65	Максимальное избыточное давление на входе — 245,25 × 10 4 Па; рабочее избыточное давление — от 0,981 × 10 4 Па до 14,715 × 10 4 Па; пропускная способность — 5 м 3 /ч
Резинотканевые рукава для подачи кислорода (ГОСТ 9356-75) внутренним диаметром 9,0, наружным — 18 мм	Рабочее избыточное давление 147,15 × 10 4 Па

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Оборудование, механизмы и инструменты, применяемые для обработки контактных поверхностей, соединяемых элементов и натяжения высокопрочных болтов

Уровни вибрации электрических и пневматических шлифовальных ручных машин и гайковертов (табл. 1) не превышают установленных в ГОСТ 16519-79 (СТ СЭВ 716-77) и ГОСТ 12.1.012-78.

Таблица 1

Наименование	Марка, стандарт	Назначение
Электрические ударные ручные гайковерты		Для затяжки высокопрочных болтов при монтажно-сборочных работах
Пневматические ударные ручные гайковерты	ГОСТ 15150-69 ГОСТ 10210-74
Ключи гаечные		Для предварительной сборки соединений
Электрические шлифовальные ручные машины		Для зачистных работ
Электрические угловые шлифовальные ручные машины
Пневматические зачистные ручные машины		Для очистки металлических поверхностей от ржавчины и окалины
Горелки газовые	ГОСТ 17357-71	Для обработки контактных поверхностей

Уровни шума электрических и пневматических шлифовальных ручных машин и гайковертов не превышают установленных в ГОСТ 12.1.003-76. Вибрационные параметры и шумовые характеристики электрических и пневматических ручных машин, применяемых при обработке контактных поверхностей соединяемых элементов и для натяжения высокопрочных болтов, приведены соответственно в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Вибрационные параметры

Логарифмические уровни значений виброскорости, дБ

Таблица 3

Шумовые характеристики

	Среднегеометрические частоты октановых полос, Гц
	Уровень звуковой мощности, дБ

Состав клеефрикционного покрытия

Наименование		Способ приготовления
Эпоксидно-полиамидный клей	Эпоксидная смола ЭД-20 по ГОСТ 10587-76 (100 мас. ч)	В эпоксидную смолу вводят отвердитель и ускоритель; полученная смесь тщательно перемешивается
	Отвердитель И-5М (И-6М) по ВТУ ОП-2382-65-60 (50 мас. ч) Ускоритель УП-606-2 по МРТУ 6-09-6101-69 (2 — 3 мас. ч)
Абразивный материал	Карборундовый порошок марки КЗ или КЧ
Растворитель	Ацетон по ГОСТ 2768-79

Стальные конструкции на строительной площадке почти всегда соединяются при помощи болтового соединения и у него есть много преимуществ перед другими способами соединения и прежде всего сварным соединением — это простота монтажа и контроля качества соединения.

Из недостатков можно отметить большую металлоемкость по сравнению со сварным соединением т.к. в большинстве случаев нужны накладки. Кроме того отверстие для болта ослабляет сечение.

Видов болтового соединения великое множество, но в данной статье рассмотрим классическое соединение, применяемое в строительных конструкций.

СНиП II-23-81 Стальные конструкции

СП 16.13330.2011 Стальные конструкции (Актуализированная редакция СНиП II-23-81)

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции

СП 70.13330.2011 Несущие и ограждающие конструкции (Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87)

СТО 0031-2004 Болтовые соединения. Сортамент и области применения

СТО 0041-2004 Болтовые соединения. Проектирование и расчет

СТО 0051-2006 Болтовые соединения. Изготовление и монтаж

Виды болтовых соединений

По числу болтов: одноболтовые и многоболтовые. Думаю смысл объяснять не нужно.

По характеру передачи усилия от одного элемента к другому:

Не сдвигоустойчивые и сдвигоустойчивые (фрикционные). Чтобы понять смысл этой классификации рассмотрим как в общем случае работает болтовое соединение при работе на срез.

Как видим болт сжимает 2-е пластины и часть усилия воспринимается силами трения. Если болты сжимают пластины не достаточно сильно то происходит проскальзывание пластин и усилие Q воспринимается болтом.

Расчет не сдвигоустойчивых соединений подразумевает, что сила затяжки болтов не контролируется и вся нагрузка передается только через болт без учета возникающих сил трения. Такое соединение называют соединение без контролируемого натяжения болтов.

В сдвигоустойчивых или фрикционных соединениях используют высокопрочные болты которые затягивают пластины с такой силой, что нагрузка Q передается посредством сил трения между 2-мя пластинами. Такое соединение может быть фрикционным или фрикционно-срезным, в первом случае при расчете учитываются только силы трения, во втором учитываются силы трения и прочность болта на срез. Хотя и фрикционно-срезное соединение более экономичное, но практически его реализовать в многоболтовом соединении очень трудно — нет уверенности что все болты одновременно смогут нести нагрузку на срез, поэтому фрикционное соединение лучше рассчитывать без учета среза.

При больших сдвигающих нагрузках фрикционное соединение более предпочтительно т.к. металлоемкость данного соединения меньше.

Виды болтов по классу точности и их применение

Болты класса точности А — данные болты устанавливают в отверстия рассверленные на проектный диаметр (т.е. болт встает в отверстие без зазора). Изначально отверстия делают меньшего диаметра и поэтапно рассверливают до нужного диаметра. Диаметр отверстия в таких соединениях не должен быть больше диаметра болта больше чем на 0,3 мм. Сделать такое соединение крайне сложно, поэтому в строительных конструкциях они практически не используются.

Болты класса точности B (нормальной точности) и С (грубой точности) устанавливают в отверстия на 2-3 мм больше диаметров болтов. Разница между этими болтами заключается в погрешности диаметра болта. Для болтов класса точности B фактический диаметр может отклонится не более чем на 0,52 мм, для болтов класса точности C до 1 мм (для болтов диаметром до 30 мм).

Для строительных конструкций как правило применяют болты класса точности В т.к. в реалиях монтажа на строительной площадке добиться высокой точности практически невозможно.

Виды болтов по прочности и их применение

Для углеродистых сталей класс прочности обозначают двумя цифрами через точку.

Существуют следующие классы прочности болтов: 3.6; 3.8; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Первая цифра в классификации предела прочности болтов обозначает предел прочности болта при растяжении — одна единица обозначает предел прочности в 100 МПа, т.е. предел прочности болта класса прочности 9.8 равен 9х100=900 МПа (90 кг/мм²).

Вторая цифра в классификации класса прочности обозначает отношение предела текучести к пределу прочности в десятках процентов — для болта класса прочности 9.8 предел текучести равен 80% от предела прочности, т.е. предел текучести равен 900 х 0.8 = 720 МПа.

Что означают данные цифры? Давайте посмотрим на следующую диаграмму:

Здесь приведен общий случай испытания стали на растяжение. На горизонтальной оси обозначено изменение длины испытуемого образца, по вертикали — прилагаемое усилие. Как видим из диаграммы при увеличении усилия длина болта изменяется линейно только на участке от 0 до точки А, напряжение в этой точке и есть предел текучести, далее при не большом увеличении нагрузки болт растягивается уже сильнее, в точке Д болт ломается — это есть предел прочности. В строительных конструкциях необходимо обеспечить работу болтового соединения в пределах предела текучести.

Класс прочности болта должен быть указан на торцевой или боковой поверхности головки болта

Если на болтах нет маркировки, то скорее всего это болты класса прочности ниже 4.6 (их маркировка не требуется по ГОСТ). Применение болтов и гаек без маркировки запрещается согласно СНиП 3.03.01.

На высокопрочных болтах дополнительно указывается условное обозначение плавки.

Для применяемых болтов требуется применять соответствующие им классу прочности гайки: для болтов 4.6, 4.8 применяются гайки класса прочности 4, для болтов 5.6, 5.8 гайки класса прочности 5 и т.д. Можно заменить гайки одного класса прочности на более высокие (например если удобнее комплектовать на объект гайки одного класса прочности).

При работе болтов только на срез допускается применять класс прочности гаек при классе прочности болтов: 4 – при 5.6 и 5.8; 5 – при 8.8; 8 – при 10.9; 10 – при 12.9.

Для болтов из нержавеющей стали также наносится маркировка на головке болта. Класс стали — А2 или А4 и предел прочности в кг/мм² — 50, 70, 80. Например А4-80: марка стали А4, прочность 80 кг/мм²=800 МПа.

Класс прочности болтов в строительных конструкциях следует определять согласно таблице Г.3 СП 16.13330.2011

Выбор марки стали болта

Марку стали болтов следует назначать согласно таблице Г.4 СП 16.13330.2011

Подбор диаметра болта для строительных конструкций

Для соединений строительных металлических конструкций следует применять болты с шестигранной головкой нормальной точности по ГОСТ 7798 или повышенной точности по ГОСТ 7805 с крупным шагом резьбы диаметров от 12 до 48 мм классов прочности 5.6, 5.8, 8.8 и 10.9 по ГОСТ 1759.4, шестигранные гайки нормальной точности по ГОСТ 5915 или повышенной точности по ГОСТ 5927 классов прочности 5, 8 и 10 по ГОСТ 1759.5, круглые шайбы к ним по ГОСТ 11371 исполнение 1 класса точности А, а также болты, гайки и шайбы высокопрочные по ГОСТ 22353 — ГОСТ 22356 диаметров 16, 20, 22, 24, 27, 30, 36, 42 и 48 мм.

Диаметр и количество болтов подбираются так, чтобы обеспечить необходимую прочность узла.

Если через соединение не передаются значительные нагрузки, то можно использовать болты М12. Для соединения нагруженных элементов рекомендуется использовать болты от М16, для фундаментов от М20.

для болтов М12 — 40 мм;

для болтов М16 — 50 мм;

для болтов М20 — 60 мм;

для болтов М24 — 100 мм;

для болтов М27 — 140 мм.

Диаметр отверстия под болт

Для болтов класса точности А отверстия выполняют без зазора, но использовать такое соединение не рекомендуется ввиду большой сложности его изготовления. В строительных конструкциях, как правило, используют болты класса точности B.

Для болтов класса точности В диаметр отверстия можно определить по следующей таблице:

Расстояния при размещении болтов

Расстояния при размещении болтов следует принимать согласно таблице 40 СП 16.13330.2011

В стыках и узлах болты необходимо располагать ближе друг к другу, а конструктивные соединительные болты (служащие для соединения деталей без передачи значимых нагрузок) на максимальных расстояниях.

Допускается крепить детали одним болтом.

Выбор длины болта

Длину болта определяем следующим образом: складываем толщины соединяемых элементов, толщины шайб и гаек, и добавляем 0,3d (30% от диаметра болта) и далее смотрим сортамент и подбираем ближайшую длину (с округлением в большую сторону). Согласно строительным нормам болт должен выступать из гайки как минимум на один виток. Слишком длинный болт использовать не получится т.к. резьба имеется только на конце болта.

Для удобства можно воспользоваться следующей таблицей (из советского справочника)

В болтовых соединениях работающих на срез, при толщине наружного элемента до 8 мм, резьба должна находиться вне пакета соединяемых элементов; в остальных случаях резьба болта не должна входить вглубь отверстия более чем на половину толщины крайнего элемента со стороны гайки или свыше 5 мм. Если выбранная длина болта не соответствует этому требованию, то необходимо увеличить длину болта так, чтобы это требование выполнялось.

Приведем пример:

Болт работает на срез, толщина скрепляемых элементов 2х12 мм, согласно расчету принят болт диаметром 20 мм, толщина шайбы 3 мм, толщина пружинной шайбы 5 мм, толщина гайки 16 мм.

Минимальная длина болта равна: 2х12+3+5+16+0,3х20=54 мм, согласно ГОСТ 7798-70 выбираем болт М20х55. Длина нарезаной части болта составляет 46 мм, т.е. условие не удовлетворяется т.к. резьба должна входить вглубь отверстия не более чем на 5 мм, поэтому увеличиваем длину болта до 2х12+46-5=65 мм. Согласно нормам можно принять болт М20х65, но лучше использовать болт М20х70, тогда вся резьба будет вне отверстия. Пружинную шайбу можно заменить на обычную и добавить еще одну гайку (очень часто так делают т.к. применение пружинных шайб ограничено).

Мероприятия про предотвращению отвинчиванию болтов

Для того, чтобы крепление со временем не ослабло требуется использовать 2-ю гайку или стопорные шайбы, предотвращающие отвинчивание болтов и гаек. Если болт работает на растяжение, то необходимо использовать 2-ой болт.

Также есть специальные гайки со стопорным кольцом или фланцем.

Применять пружинные шайбы при овальных отверстиях запрещено.

Установка шайб

Под гайку необходимо устанавливать не более одной шайбы. Также допускается устанавливать одну шайбу под головкой болта.

Прочностной расчет болтового соединения

Болтовое соединение можно разделить на следующие категории:

1) соединение работающее на растяжение;

2) соединение работающее на срез;

3) соединение работающее на срез и растяжение;

4) фрикционное соединение (работающее на срез, но с сильным натяжением болтов)

Расчет болтового соединения, работающего на растяжение

В первом случае прочность болта проверяется по формуле 188 СП 16.13330.2011

где Nbt — несущая способность одного болта на растяжение;

Rbt — расчетное сопротивление болта на растяжение;

Расчет болтового соединения, работающего на срез

Если соединение работает на срез, то необходимо проверить 2-а условия:

расчет на срез по формуле 186 СП 16.13330.2011

где Nbs — несущая способность одного болта на срез;

Rbs — расчетное сопротивление болта на срез;

Ab — площадь сечения болта брутто (принимается согласно таблице Г.9 СП 16.13330.2011);

ns — число срезов одного болта (если болт соединяет 2-е пластины, то число срезов равно одному, если 3-и, то 2-а и т.д.);

γb — коэффициент условия работы болтового соединения, принимаемый согласно таблице 41 СП 16.13330.2011 (но не больше 1.0);

γc — коэффициент условия работы, принимаемый согласно таблице 1 СП 16.13330.2011.

и расчет на смятие по формуле 187 СП 16.13330.2011

где Nbp — несущая способность одного болта на смятие;

Rbp — расчетное сопротивление болта на смятие;

db — наружный диаметр стрежня болта;

∑t — наименьшая суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении (если болт соединяет 2-е пластины, то принимается толщина одной самой тонкой пластины, если болт соединяет 3 пластины, то считается сумма толщин для пластин, которые передают нагрузку в одном направлении и сравнивается с толщиной пластины, передающей нагрузку в другом направлении и берется наименьшее значение);

γb — коэффициент условия работы болтового соединения, принимаемый согласно таблице 41 СП 16.13330.2011 (но не больше 1.0)

γc — коэффициент условия работы, принимаемый согласно таблице 1 СП 16.13330.2011.

Расчетные сопротивления болтов можно определить по таблице Г.5 СП 16.13330.2011

Расчетное сопротивление Rbp можно определить по таблице Г.6 СП 16.13330.2011

Расчетные площади сечения болтов можно определить по таблице Г.9 СП 16.13330.2011

Расчет соединения, работающего на срез и растяжение

При одновременном действии на болтовое соединение усилий,вызывающих срез и растяжение болтов, наиболее напряженный болт, наряду спроверкой по формуле (188), следует проверять по формуле 190 СП 16.13330.2011

где Ns, Nt — усилия, действующие на болт, срезывающие и растягивающие соответственно;

Nbs, Nbt — расчетные усилия, определяемые по формулам 186 и 188 СП 16.13330.2011

Расчет фрикционного соединения

Фрикционные соединения, в которых усилия передаются через трение, возникающее по соприкасающимся поверхностям соединяемых элементов вследствие натяжения высокопрочных болтов, следует применять: в конструкциях из стали с пределом текучести свыше 375 Н/мм² и непосредственно воспринимающих подвижные, вибрационные и другие динамические нагрузки; в многоболтовых соединениях, к которым предъявляются повышенные требования в отношении ограничения деформативности.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой плоскостью трения элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле 191 СП 16.13330.2011

где Rbh — расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое согласно требованиям 6.7 СП 16.13330.2011;

Abn — площадь поперечного сечения нетто (принимается согласно таблице Г.9 СП 16.13330.2011);

μ — коэффициент трения между поверхностями соединяемых деталей (принимается по таблице 42 СП 16.13330.2011);

γh — коэффициент, принимаемый по таблице 42 СП 16.13330.2011

Количество необходимых болтов для фрикционного соединения можно определить по формуле 192 СП 16.13330.2011

где n — требуемое количество болтов;

Qbh — расчетное усилие, которое воспринимает один болт (расчитывается по формуле 191 СП 16.13330.2011, расписано чуть выше);

к — количество плоскостей трения соединяемых элементов (обычно 2-а элемента соединяют через 2-е накладные пластины, расположенные с разных сторон, в этом случае к=2);

γc — коэффициент условия работы, принимаемый согласно таблице 1 СП 16.13330.2011;

γb — коэффициент условий работы, принимаемый в зависимости от количества болтов, требуемых для восприятия усилия и принимаемый равным:

0,8 при n < 5;

0,9 при 5 ≤ n < 10;

1,0 при n ≤ 10.

Обозначение болтового соединения на чертежах