Болты для монтажа стальных конструкций
Обновлено: 16.05.2024
ГОСТ Р 52643-2006
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БОЛТЫ И ГАЙКИ ВЫСОКОПРОЧНЫЕ
И ШАЙБЫ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Общие технические условия
High-strength screws and nuts and washers for metal structures.
General specifications
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН рабочей группой в составе Общества с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр мостов" (ООО "НПЦ мостов") и Закрытого акционерного общества "Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н.П.Мельникова" (ЗАО "ЦНИИ ПСК им. Н.П.Мельникова") с учетом основных нормативных положений международных стандартов, указанных в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 229 "Крепежные изделия"
4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов*:
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
ИСО 7411:1984 "Болты с шестигранной головкой для высокопрочных конструкционных болтовых соединений с широкими гранями (длины резьб в соответствии с ИСО 888). Класс точности С. Классы прочности 8.8 и 10.9" (ISO 7411:1984 "Hexagon bolts for high-strength structural bolting with large width across flats (thread lengths according to ISO 888) - Product grade С - Property classes 8.8 and 10.9");
ИСО 7415:1984 "Шайбы плоские для высокопрочных строительных болтов закаленные и отпущенные" (ISO 7415:1984 "Plain washers for high-strength structural bolting, hardened and tempered");
ИСО 4775:1984 "Гайки шестигранные для высокопрочных конструкционных болтовых соединений с широкими гранями. Класс точности В. Классы прочности 8 и 10" (ISO 4775:1984 "Hexagon nuts for high-strength structural bolting with large width across flats - Product grade В - Property classes 8 and 10")
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 17.03.2011 N 29-ст c 01.07.2011
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 6, 2011 год
Настоящий стандарт разработан с учетом потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей изложения национальных стандартов Российской Федерации в соответствии с ГОСТ Р 1.5-2004.
Настоящий стандарт устанавливает для болтов, гаек и шайб по ГОСТ Р 52644-2006 (ИСО 7411:1984); ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984); ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984) с учетом основных положений международных стандартов ИСО, примененных в указанных национальных стандартах, общие обязательные требования по:
- маркам сталей и механическим характеристикам для болтов, гаек и шайб;
- правилам приемки болтов, гаек и шайб с нормальным покрытием при крупносерийном и мелкосерийном производстве;
- правилам приемки болтов, гаек и шайб с произвольными покрытиями, наносимыми методами нагрева;
- методам приемочных испытаний болтов, гаек и шайб;
- методам периодических испытаний болтов;
- нагрузкам для испытаний болтов и гаек.
Настоящий стандарт содержит также рекомендации по:
- порядку использования сталей, не предусмотренных стандартом;
- эталонам микроструктуры для испытаний на обезуглероживание (науглероживание) и соответствие микроструктуры;
- методам испытаний на стойкость к замедленному хрупкому разрушению и трещиностойкость.
Значения расчетных площадей для болтов и гаек, а также значения пробной нагрузки для испытания гаек классов прочности 8 и 10 полностью соответствуют приведенным в международном стандарте ИСО 4775:1984. Значения минимальной разрушающей нагрузки при испытаниях болтов повышены по сравнению с ранее установленными в национальных стандартах значениями.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на высокопрочные болты с шестигранной головкой (далее - болты), высокопрочные шестигранные гайки (далее - гайки) с увеличенным размером под ключ и шайбы (далее - шайбы), предназначенные для использования в металлических конструкциях, применяемых в строительстве (в том числе - в строительстве мостов) и машиностроении, эксплуатируемые во всех макроклиматических районах независимо от категории размещения по ГОСТ 15150.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 9.316-2006 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия термодиффузионные цинковые. Общие требования и методы контроля
ГОСТ Р ИСО 2859-1-2007 Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества
ГОСТ Р ИСО 4759-1-2009 Изделия крепежные. Допуски. Часть 1. Болты, винты, шпильки и гайки. Классы точности А, В и С
ГОСТ Р ИСО 4759-3-2009 Изделия крепежные. Допуски. Часть 3. Плоские, круглые шайбы для болтов, винтов и гаек. Классы точности А и С
ГОСТ Р ИСО 6157-1-2009 Изделия крепежные. Дефекты поверхности. Часть 1. Болты, винты и шпильки общего назначения
ГОСТ Р ИСО 6157-2-2009 Изделия крепежные. Дефекты поверхности. Часть 2. Гайки
ГОСТ Р 50779.72-99 (ИСО 2859-2-85) Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 2. Планы выборочного контроля отдельных партий на основе предельного качества LQ
ГОСТ Р 51634-2000 Масла моторные автотракторные. Общие технические требования
ГОСТ Р 52644-2006 (ИСО 7411:1984) Болты высокопрочные с шестигранной головкой с увеличенным размером под ключ для металлических конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984) Гайки высокопрочные шестигранные с увеличенным размером под ключ для металлических конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984) Шайбы к высокопрочным болтам для металлических конструкций. Технические условия
ГОСТ 9.302-88 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля
ГОСТ 9.306-85 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения
ГОСТ 380-94* Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 380-2005. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия
ГОСТ 1497-84 (ИСО 6892-84) Металлы. Методы испытания на растяжение
ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия
ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя
ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия
ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна
ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры
ГОСТ 9012-59 (ИСО 410-82, ИСО 6506-81) Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю
ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников
ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 17769-83* (ИСО 3269-88) Изделия крепежные. Правила приемки
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р ИСО 3269-2009. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 18123-82 Шайбы. Общие технические условия
ГОСТ 18160-72 Изделия крепежные. Упаковка. Маркировка. Транспортирование и хранение
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Технические требования
3.1 Болты, гайки и шайбы изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта, ГОСТ Р 52644, ГОСТ Р 52645 и ГОСТ Р 52646.
3.2 Болты изготовляют классов прочности 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 по ГОСТ Р 52627. Механические свойства болтов после закалки и отпуска должны соответствовать указанным в приложении А.
3.3 Гайки изготовляют классов прочности 8; 9; 10; 12 по ГОСТ Р 52628. Механические свойства гаек после закалки и отпуска должны соответствовать указанным в приложении А.
3.4 Механические свойства шайб, изготовляемых из рекомендуемых материалов, после закалки и отпуска должны соответствовать указанным в приложении А.
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
СТО-0031-2004 Конструкции стальные строительные. Болтовые соединения. Сортамент и области применения
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 требования
ГОСТ 24379.0-80 Болты фундаментные. Общие технические условия
ГОСТ 24379.1-80 Болты фундаментные. Конструкция и размеры
ГОСТ Р 51163-98 Покрытия термодиффузионные цинковые на крепежных и других мелких изделиях. Общие требования и методы контроля
ГОСТ 9.303-84 Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору
ГОСТ 1759.1-82 Болты, винты, шпильки, гайки и шурупы. Допуски, методы контроля размеров и отклонений формы и расположения поверхностей
СНиП II -23-81* Стальные конструкции. Нормы проектирования. Издание 1991 г.
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии
СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий
3 Материалы
3.1 Стальной прокат для элементов конструкций с соединениями на болтах следует применять в соответствии с требованиями главы СНиП II -23-81*, приложение 1, издание 1991 г.
3.2 Для соединений строительных металлических конструкций следует применять крепеж, удовлетворяющий требованиям СТО-0031-2004
4 Расчетные сопротивления соединений
4.1 Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу Rb s и растяжению Rbt , следует определять по формулам, приведенным в табл. 1.
Расчетные формулы для болтов классов прочности
Rbum - нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным временному сопротивлению σ b , по стандартам на болты.
4.2 Расчетные сопротивления одноболтовых соединений смятию соединяемых элементов Rbp из стали с пределом текучести до 440 МПа следует определять по формулам, приведенным в табл. 2.
Группа конструкций по СТО-0031-2004
Расчетные формулы одноболтовых соединений по смятию Rbp при расстояниях
а вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия
R un - временное сопротивление стали соединяемых элементов разрыву; d0 - номинальный диаметр отверстия.
4.3 Болты в соединениях следует размещать в соответствии с табл. 3
Характеристика расстояния при размещении болтов
1 Расстояние между центрами отверстий в любом направлении для всех видов соединений:
б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии
8 d 0 или 12 t
в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:
16 d 0 или 24 t
12 d 0 или 18 t
2 Расстояние от центра отверстия до края элемента:
а) минимальное вдоль усилия
б) то же, поперек усилия:
- при обрезных кромках
- при прокатных кромках
г) минимальное для фрикционных соединений при любой кромке и любом направлении усилия
4 do или 8 t
В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа минимальные расстояния следует принимать:
* - между центрами отверстий 3 do ;
** - от центра отверстия до края элемента вдоль усилия 2,5 do .
4.4 Номинальные диаметры отверстий для болтов различных диаметров приведены в таблице 4.
Номинальные диаметры отверстий, мм при диаметре стержня болта, мм
Срезные и фрикционно-срезные
4.5 В срезных и фрикционно-срезных соединениях резьба болта должна находиться вне отверстия или в отверстии на глубине не более половины толщины прилегающего к гайке элемента.
5 Срезные соединения
5.1 При действии продольной силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. При действии на соединение изгибающего момента распределение усилий между болтами следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до оси рассматриваемого болта (при треугольных эпюрах распределения усилий между болтами).
5.2 Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и изгибающего момента, необходимо проверять на равнодействующее усилие.
5.3 Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:
Rbs - принимается по табл.1;
RbP - принимается по табл. 2;
γ bs ; γ 1 - коэффициенты условий работы соединения, зависящие от разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ и принимаемые равными:
γ bs - 0,9 - при δ = 1,0÷3,0 мм,
1,0 - при δ ≤ 0,3 мм;
γ 1 - 0,90 - при δ = 3,0 мм,
0,95 - при δ = 2,0 мм,
1,05 - при δ ≤ 0,3 мм;
γ2 - коэффициент условий работы соединения, зависящий от расстояний между центрами отверстий и от края элемента до центра ближайшего отверстия и принимаемый по табл. 5;
Ab - площадь сечения болта;
ns - число расчетных срезов одного болта;
∑ t - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
db - номинальный диаметр болта.
Расстояние b между центрами отверстий
Расстояние a от края элемента до центра ближайшего отверстия
Коэффициент условий работы соединения γ 2
b ≥ 3,5 d 0
а ≥ 3,0 d 0
d 0 - номинальный диаметр отверстия.
В многорядных (вдоль усилия) соединениях при значениях расстояний b , промежуточных между указанными в табл. 5, коэффициент γ 2 следует определять линейной интерполяцией.
5.4 Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле
Nmin - меньшее из значений расчетных усилий Nbs и Nbp для одного болта, вычисленных по формулам (1) и (2).
5.5 В креплениях одного элемента к другому через прокладки, а также в креплениях с односторонней накладкой количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10%.
5.6 Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под болты, следует выполнять с учетом полного ослабления сечений отверстиями.
6 Фрикционные соединения
6.1 Фрикционные соединения следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения болтов на расчетное усилие.
6.2 При действии продольной силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. При действии на соединение изгибающего момента, распределение усилий между болтами следует принимать равномерным (при прямоугольных эпюрах распределения усилий между болтами).
6.3 Расчетное усилие Q bh ,, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним болтом, следует определять по формуле
μ - коэффициент трения, принимаемый по табл. 6;
γh - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 6;
γb - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n , необходимых для восприятия расчетного усилия, принимаемый равным:
0,9 при 5≤ n
1,0 при n ≥ 10;
р - усилие предварительного натяжения болтов, определяемое по формуле
Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов при их предварительном натяжении;
Abn - площадь сечения болта нетто
Способ обработки (очистки) соединяемых поверхностей
Коэффициент трения, μ
Коэффициенты γh при нагрузке и при разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ , мм
динамической и при δ = 3÷6; статической и при δ ÷6
динамической и при δ =1; статической и при δ = 1÷4
1 Дробеметный, дробеструйный или пескоструйный двух поверхностей без консервации
2 То же, с консервацией (металлизацией распылением цинка или алюминия)
3 Газопламенный двух поверхностей без консервации
4 Дробеметный, дробеструйный или пескоструйный одной поверхности, стальными щетками - другой поверхности
5 Стальными щетками двух поверхностей без консервации
6 Без обработки или с консервацией грунтом
7 Окрашенные поверхности
После дробеметной, дробеструйной или пескоструйной обработки контактных поверхностей на заводе-изготовителе металлоконструкций, повторную обработку на монтаже допускается производить стальными щетками по истечении не более 12 месяцев. При этом расчетное значение коэффициента трения принимается равным μ = 0,42, yh - как для газопламенного способа очистки.
Для конструкций с цинковым покрытием из расплава, с последующей очисткой на монтаже стальными щетками, расчетное значение коэффициента трения принимается равным μ = 0,35, yh , - как для способа очистки стальными щетками.
6.4 Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле
nf - количество поверхностей трения соединяемых элементов.
6.5 Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках - по площади сечения нетто А n „ при статических нагрузках - по площади сечения брутто А при А n ≥ 0,85А либо по условной площади Ас = 1,18А„ при А n < 0,85А .
6.6 Расчет на выносливость фрикционных соединений следует выполнять в соответствии с требованиями п. 9.2 СНиП II -23-81*, относя эти элементы к 1-й группе конструкций табл. 2
6.7 В двухсрезных фрикционных соединениях, воспринимающих статические нагрузки, допускается применение в средних элементах увеличенных до d 0 H < doc ≤ 1,3 d 0 H или овальных отверстий с большой осью овала до 2,5 dOH , при этом расчетное усилие Qbh следует определять по формуле
γ f - коэффициент, зависящий от формы и размеров отверстий, принимаемый равным:
0,87 - при doc ≤ l ,3 d 0 H или овальных отверстий с большой осью овала до 1,45 dOH ;
0,70 - при овальных отверстиях с большой осью овала до 2,5 dOH ;
γδ - коэффициент, зависящий от толщины накладок в двухсрезных соединениях, принимаемый равным:
1,0 - при толщине накладок t ≥ 0,7 dOH ,
dOH - номинальный диаметр отверстий в накладках;
doc - номинальный диаметр отверстий в средних элементах.
7 Фрикционно-срезные соединения
7.1 Фрикционно-срезные соединения применяются в конструкциях, в которых перемещения сдвига в соединениях регламентированы разностью номинальных диаметров отверстий и болтов δ ≤ 2 мм в случае воздействия усилий одного знака с коэффициентом асимметрии напряжений р > 0, а также при воздействии знакопеременных усилий, когда меньшее из них может быть передано только силами трения. В конструкциях, в которых перемещения сдвига не ограничены, допускается принимать δ = 3 мм.
7.2 Расчет фрикционно-срезных соединений предусмотрен с учетом критерия деформативности, исходя из условия ограничения жесткости соединений величиной пластических деформаций соединяемых элементов, не превышающих 1,0 мм при воздействии динамических и 3,5 мм - статических нагрузок.
7.3 Распределение усилий между болтами аналогично распределению усилий в срезных соединениях.
7.4 Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:
на срез - по формуле (1);
на смятие с учетом трения
Nbp - расчетное усилие на смятие, определяемое по формуле (2).
Qbh - расчетное усилие, воспринимаемое силами трения, определяемое по формуле (4);
К u - коэффициент, учитывающий снижение предварительного натяжения болтов после общего сдвига в соединении, принимаемый равным:
0,9 - при разности 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;
7.5 Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле
Nmin - меньшее из значений расчетных усилий Nbs и Nbh Для одного болта, вычисленных по формулам (1) и (9).
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 табл. 2.
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 /σшах ≥ 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 /σшах ≤ 0,8;
эксплуатируемые в сильноагрессивной среде.
8.2 Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов В0 для расчетов следует принимать равной
где Вр - расчетное усилие растяжения болта;
Rbh = 0.7 Rbun - расчетное сопротивление растяжения болтов;
Rbun - нормативное сопротивление стали болтов;
АЬп - 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 Rbun 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 по ГОСТ 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).
8.6 При конструировании фланцевых соединений болты следует располагать безмоментно относительно центра тяжести соединяемого элемента с учетом неравномерности распределения внешних усилий между болтами на ружной и внутренней зон (рис. 1) в соответствии с табл. 7. Предельное усилие на один болт внутренней зоны следует принимать Ni = 0,9 Вр .
Толщина фланца, мм
Отношение внешнего усилия на один болт внутренней зоны к внешнему усилию на один болт наружной зоны к = Ni / Ne
Болты для монтажа стальных конструкций
4.1.4. В ППР наряду с требованиями настоящего свода правил, СП 48.13330, соответствующих стандартов и рабочих чертежей марок КМ и КМД должны быть предусмотрены: последовательность установки конструктивных элементов; мероприятия, обеспечивающие требуемую точность установки; пространственную неизменяемость конструкций в процессе их укрупнительной сборки и установки в проектное положение; устойчивость конструкций и частей здания (сооружения) в процессе возведения; степень укрупнения конструкций и безопасные условия труда.
4.1.5. Все технологические процессы и операции монтажа и демонтажа стальных конструкций всех видов зданий и сооружений должны быть разработаны в ППР, при любых методах производства работ, включая подращивание, надвижку, вертолетный монтаж.
4.1.6. Монтажная оснастка: полиспасты, стропы, траверсы, стенды, кантователи и т.п. должны быть разработаны в ППР.
4.1.7. Для крупных и уникальных объектов выбор метода монтажа стальных конструкций определяется на основании вариантов, разрабатываемых в ППР.
4.1.8. К акту сдачи объекта в эксплуатацию прикладывается документация, перечень которой указывается в проекте сооружения и в ППР.
4.2. Подготовка конструкций к монтажу
4.2.1. Конструкции, поставляемые на монтаж, должны отвечать требованиям соответствующих стандартов и рабочих чертежей марок КМ и КМД.
Решение об исправлении, усилении поврежденных конструкций или замене их новыми должно приниматься авторами чертежей марки КМ.
4.2.3. Холодную правку конструкций следует производить способами, исключающими образование вмятин, выбоин и других повреждений на поверхности проката.
4.2.4. При производстве монтажных работ запрещаются ударные воздействия на сварные конструкции из сталей:
4.3. Укрупнительная сборка
4.3.1. При отсутствии в рабочих чертежах специальных требований на предельные отклонения размеров, определяющих собираемость конструкций (длина элементов, расстояние между группами монтажных отверстий), при сборке отдельных конструктивных элементов и блоков, не должны превышать величин, приведенных в таблице 4.1.
4.4. Установка, выверка и закрепление
4.4.1. Проектное закрепление конструкций (отдельных элементов и блоков), установленных в проектное положение, с монтажными соединениями на болтах следует выполнять сразу после инструментальной проверки точности положения и выверки конструкций, кроме случаев, оговоренных в дополнительных правилах настоящего раздела или в ППР.
Число болтов и пробок для временного крепления конструкций надлежит определять расчетом; во всех случаях болтами должна быть заполнена 1/3 и пробками 1/10 всех отверстий, но не менее двух.
4.4.2. Конструкции с монтажными сварными соединениями надлежит закреплять в два этапа - сначала временно, затем по проекту. Способ временного закрепления должен быть указан в ППР в соответствии с чертежами марки КМ.
4.4.3. Соответствие каждого блока проекту и возможность выполнения на нем смежных работ надлежит оформлять актом с участием представителей монтажной организации, собравшей конструкции блока, и организации, принимающей блок для выполнения последующих работ.
4.4.4. Блоки покрытий из конструкций типа "структур" собираются по нормативной документации заводов-изготовителей.
4.5. Монтажные соединения на болтах без контролируемого натяжения
4.5.1. При сборке как расчетных, так и нерасчетных срезных соединений, а также соединений, в которых болты установлены конструктивно, отверстия в деталях конструкций должны быть совмещены, а детали зафиксированы от смещения сборочными пробками (оправками) и плотно стянуты болтами. В соединениях с двумя отверстиями сборочную пробку устанавливают в одно из них. В расчетных соединениях разность номинальных диаметров отверстий и болтов не должна превышать 3 мм.
4.5.2. В расчетных соединениях с работой болтов на срез и соединяемых элементов на смятие допускается "чернота" (несовпадение отверстий в смежных деталях собранного пакета) до 1 мм - в 50% отверстий, до 1,5 мм - 10% отверстий. В случае несоблюдения этого требования, с разрешения разработчика чертежей марок КМ или КМД, отверстия следует рассверлить на ближайший больший диаметр с установкой болта соответствующего диаметра.
В собранном пакете болты заданного в чертежах марок КМ или КМД диаметра должны пройти в 100% отверстий. Допускается прочистка 20% отверстий сверлом, диаметр которого равен диаметру отверстия, указанного в чертежах КМД.
В соединениях с работой болтов на растяжение, а также в нерасчетных соединениях чернота не должна превышать разности номинальных диаметров отверстия и болта.
4.5.3. Запрещается применение болтов и гаек, не имеющих клейма предприятия-изготовителя и маркировки, обозначающей класс прочности.
Каждая партия болтов, гаек и шайб должна быть снабжена сертификатом качества с указанием результатов механических приемо-сдаточных испытаний.
При выполнении соединений на болтах без контролируемого натяжения болты, гайки и шайбы устанавливают в соединения без удаления заводской консервирующей смазки, а при ее отсутствии резьбу болтов и гаек смазывают минеральным маслом по ГОСТ 20799.
Допускается установка одной такой же шайбы под головки болтов. В необходимых случаях следует устанавливать косые шайбы (ГОСТ 10906).
Резьба болтов, в том числе сбег резьбы, не должны входить вглубь отверстия более чем на половину толщины крайнего элемента пакета со стороны гайки.
4.5.5. Решения по предупреждению самоотвинчивания гаек - постановка пружинных шайб (ГОСТ 6402), контргаек или других способов закрепления гаек от самоотвинчивания - должны быть указаны в рабочих чертежах марки КМ.
Применение пружинных шайб не допускается при овальных отверстиях, при разности номинальных диаметров отверстия и болта более 3 мм, при совместной установке с круглой шайбой (ГОСТ 11371), а также в соединениях на болтах, работающих на растяжение. Запрещается стопорение гаек путем забивки резьбы болта или приварки гаек к стержню болта.
В конструкциях, воспринимающих статические нагрузки, гайки болтов, затянутых на усилие свыше 50% расчетного предела прочности стали болта, допускается дополнительно не закреплять. Фундаментные болты должны комплектоваться в соответствии с ГОСТ 24379.0.
4.5.6. Гайки и контргайки болтов диаметром 12 - 27 мм следует затягивать до отказа, от середины соединения к краям, с усилием 294 - 343 Н (30 - 35 кгс) монтажными ключами. Длина ключа должна составлять для болтов М12 - 150 - 200 мм; М16 - 250 - 300 мм; М20 - 350 - 400 мм; М22 - 400 - 450 мм; М24 - 500 - 550 мм; М27 - 550 - 600 мм или динамометрическими ключами по ГОСТ Р 51254.
4.5.7. Гайки и головки болтов, в том числе фундаментных, после затяжки должны плотно (без зазоров) соприкасаться с плоскостями шайб или элементов конструкций, а резьба болтов выступать из гаек не менее чем на один виток с полным профилем.
4.5.8. Контактные поверхности соединяемых элементов должны быть очищены от загрязнения, заусенцев, льда и других неровностей, препятствующих плотному их прилеганию. Плотность стяжки собранного пакета надлежит контролировать щупом толщиной 0,3 мм, который не должен проникать между собранными деталями в зону, ограниченную шайбой.
4.5.9. Качество затяжки постоянных болтов в расчетных соединениях следует проверять монтажными ключами длиной и с усилием, указанными в 4.5.6.
Качество затяжки болтов в нерасчетных соединениях, а также сборочных болтов сварных соединений следует проверять остукиванием молотком массой 0,4 кг, при этом болты не должны смещаться.
4.6. Монтажные соединения на болтах, в том числе высокопрочных, с контролируемым натяжением
4.6.1. Выполнение соединений на болтах с контролируемым натяжением должно проводиться рабочими, прошедшими специальное обучение, подтвержденное соответствующим удостоверением.
4.6.2. Соприкасающиеся поверхности деталей фрикционных (сдвигоустойчивых), фрикционно-срезных и фланцевых соединений должны быть обработаны способом, предусмотренным в чертежах марок КМ, КМД.
Сборку соединений следует производить не позже трех суток после обработки соприкасающихся поверхностей. На соприкасающихся поверхностях не допускается наличие грязи, масла, образование льда и других загрязнений, препятствующих плотному прилеганию деталей или способствующих снижению указанной в чертежах марок КМ, КМД расчетной величины коэффициента трения. При превышении срока между обработкой соприкасающихся поверхностей и сборкой соединений более трех суток проводится повторная обработка.
Требование повторной обработки не распространяется на налет ржавчины, образующийся на соприкасающихся поверхностях после их очистки, а также на случай попадания на них атмосферных осадков в виде влаги или конденсации водяных паров.
Состояние поверхностей после обработки и перед сборкой следует контролировать и фиксировать в журнале (см. Приложение Д).
4.6.3. Перепад поверхностей (депланация) стыкуемых деталей свыше 0,5 и до 3 мм должен быть ликвидирован механической обработкой путем образования плавного скоса с уклоном не круче 1:10.
1. Общие указания
1.1. Настоящее Пособие составлено к СНиП 2.09.03 "Сооружения промышленных предприятий" и применяется при креплении анкерными болтами (далее болтами), включая болты и дюбели распорного типа, строительных конструкций и оборудования к бетонным, железобетонным и кирпичным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т.д.), эксплуатируемых при расчетной температуре наружного воздуха до минус 65 включительно и при нагреве бетона фундамента до 50 ° С.
Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.
Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.
1.2. При нагреве бетона фундамента свыше 50 ° С в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала фундамента, болтов, подливок, клеевых составов и т.п.
1.3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды к повышенной влажности, должны проектироваться с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 3.04.03.
1.4. Требования настоящего Пособия не исключают, при наличии соответствующего обоснования, применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, на клею и др.).
1.5. Рекомендации настоящего Пособия должны также соблюдаться при выполнении работ по установке и закреплению строительных конструкций и технологического оборудования в процессе монтажа.
2. Основные типы болтов и область их применения
2.1. По конструктивному решению болты подразделяются на следующие типы: изогнутые; с анкерной плитой; составные с анкерной плитой; съемные с анкерным устройством; прямые; с коническим концом.
2.2. По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования фундаментов и устанавливаемые на готовые фундаменты или другие конструктивные элементы в просверленные или готовые "колодцы".
Болты изогнутые и с анкерной плитой, устанавливаемые в фундаменты до бетонирования, приведет на рис. 1 .
Рис. 1. Болты, устанавливаемые в фундаменты до бетонирования
а - изогнутые; б, в, г - с анкерной плитой; д, е - составные с анкерной плитой
Болты съемные, устанавливаемые после бетонирования фундаментов в специальные анкерные устройства, заранее предусмотренные в теле фундамента, приведены на рис. 2 .
Рис. 2. Болты съемные, устанавливаемые после бетонирования фундаментов
а - с плоской анкерной плитой (М12-М48); б - с литой анкерной плитой (М56-М125); в - со сварной анкерной плитой (М56-М100)
Болты изогнутые, устанавливаемые в колодцах, приведены на рис 3 .
Рис. 3. Болты, устанавливаемые в "колодцах", заранее предусмотренных в фундаментах
Болты прямые, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов и закрепляемые синтетическим клеем (эпоксидным, силоксановым) или с помощью цементно-песчаной смеси методом виброзачеканки, приведены на рис. 4 .
Рис. 4. Болты прямые, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов
а - закрепляемые синтетическим клеем (а. с. № 209305); б - закрепляемые с помощью цементно-песчаной смеси способом виброзачеканки (а. с. № 419305)
Болты распорного типа с коническим концом, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов и закрепляемые с помощью разжимных цанг или цементно-песчаным раствором способом вибропогружения, приведены на рис. 5 .
Рис. 5. Болты, распорного типа с коническим концом, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов
а - закрепляемые с помощью разжимной цанги (а. с. № 539170); б, в - закрепляемые цементно-песчаным раствором способом вибропогружения (а. с. № 737573 и а. с. № 763525)
Распорные дюбели (далее дюбели), устанавливаемые в просверленные скважины строительных элементов (стены, колонны и т.п.) и закрепляемые с помощью распорных устройств, приведены на рис. 6 .
Рис. 6. Дюбели распорные, устанавливаемые в просверленные скважины готовых конструкций
2.3. По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные.
К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работы 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.
Уровень динамичности устанавливается в зависимости от типа и характера оборудования.
2.4. Болты для крепления конструкций и оборудования должны изготавливаться в соответствии с ГОСТ 24379.0 "Болты фундаментные. Общие технические условия" и ГОСТ 24379.1 "Болты фундаментные. Конструкция и размеры".
Классификация болтов в соответствии с указанными стандартами приведена в табл. 1 .
Номинальный диаметр резьбы d , мм
Изогнутые c анкерной плитой
Составные с анкерной плитой
Съемные с анкерным устройством
Изогнутые в колодцах
Прямые на клею и с цементно-песчаной виброзачеканкой
С коническим концом
2.5. Болты изогнутые (см. рис. 1 , а) предназначаются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования в тех случаях, когда высота фундамента не зависит от глубины заделки болтов в бетон.
2.6. Болты с анкерной плитой (см. рис. 1 , б, в, г), имеющие меньшую глубину заделки по сравнению с болтами изогнутыми, рекомендуется применять в тех случаях, когда высота фундамента определяется глубиной заделки болтов в бетон.
2.7. Болты составные с анкерными плитами (см. рис. 1 , д, е) применяются в случаях установки оборудования методом поворота или надвижки (например, при монтаже вертикальных цилиндрических аппаратов химической промышленности). В этих случаях муфта и нижняя шпилька с анкерной плитой устанавливается в массив фундамента во время бетонирования, а верхняя шпилька ввертывается в муфту на всю длину резьбы после установки оборудования через отверстия в опорных частях.
Длина ввинчивания шпильки в муфту должна быть не менее 1,6 диаметра резьбы болта.
2.8. Болты изогнутые и с анкерной плитой устанавливаются до бетонирования фундаментов на специальных кондукторных устройствах, строго фиксирующих их проектное положение в процессе бетонирования.
2.9. Болты съемные (см. рис. 2 ) рекомендуется применить главным образом для крепления тяжелого прокатного, кузнечно-прессового, электротехнического и другого оборудования, вызывающего большие динамические нагрузки, а также в тех случаях, когда болты в процессе эксплуатации оборудования подлежат возможной замене.
При установке съемных болтов в массив фундамента закладывается только анкерная арматура (анкерные устройства), а шпилька устанавливается свободно в трубе после устройства фундамента.
2.10. Болты изогнутые, устанавливаемые в "колодцах" готовых фундаментов (см. рис. 3 ) с последующим замоноличиванием колодца бетоном, рекомендуются для крепления оборудования и строительных конструкций в тех случаях, когда не могут быть установлены болты в просверленные скважины.
2.11. Болты прямые на синтетических клеях (эпоксидном или силоксановом) и закрепляемые с помощью цементно-песчаной смеси способом виброзачеканки (см. рис. 4 ) рекомендуются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования с уровнем асимметрии цикла r ³ 0,6 - для болтов на синтетических клеях и r ³ 0,8 - для болтов на виброзачеканке.
Болты, закрепляемые с помощью эпоксидного клея, могут эксплуатироваться при расчетной температуре наружного воздуха до минус 40 ° С и при нагреве бетона до 50 ° С, болты, закрепляемые силоксановым клеем, - соответственно до минус 40 ° С и до 100 ° С.
2.12. Болты распорного типа, закрепляемые с помощью разжимной цанги (см. рис. 5 , а), и распорные дюбели (см. рис. 6 ) предназначаются для крепления строительных конструкций и оборудования, испытывающих статические и вибрационные нагрузки ( r ³ 0,9).
2.13. Болты с коническим концом, закрепляемые цементно-песчаным раствором способом вибропогружения (см. рис. 5 , б, в), рекомендуются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования, за исключением оборудования, вызывающего значительные динамические и ударные нагрузки (кузнечно-прессовое оборудование, прокатные клети, электродвигатели большой мощности и др.).
Примечание. Болты с коническим концом исполнения 2 изготовляются высадкой, исполнения 3 - навинчиванием конической втулки.
2.14. Болты, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов, не допускается применять для крепления несущих колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами, а также для высотных зданий и сооружений, для которых ветровая нагрузка является основной.
Для крепления указанных конструкций допускается применять болты с коническим концом, устанавливаемые способом вибропогружения.
При этом глубина заделки болтов должна быть не менее 20 d .
При мероприятиях, обеспечивающих надежность и долговечность анкеровки (увеличенная глубина заделки, дополнительные анкерующие устройства и т.д.), допускается крепление указанных конструкций болтами других типов, устанавливаемыми в просверленные скважины готовых фундаментов, по согласованию с организацией - разработчиком этих болтов.
2.15. Для крепления технологического оборудования допускается устанавливать в скважинах болты диаметром свыше 48 мм при соответствующем технико-экономическом обосновании и при наличии бурового оборудования.
2.16. Распорные дюбели предназначаются для закрепления главным образом сантехнического, электротехнического и вентиляционного оборудования, а также элементов отделки, облицовки и пр.
Конструкции и размеры распорных дюбелей приведены в прил. 1 .
2.17. Дюбели предназначаются для конструктивного закрепления различного мелкого оборудования, а также металлоконструкций, деталей декоративной отделки и других элементов на фундаментах, стенах и других строительных конструкциях из бетона, железобетона и кирпича.
Техническая документация на дюбели разработана ВНИИмонтажспецстроем.
2.18. Узлы крепления болтами с разжимной цангой и распорными дюбелями допускается вводить в эксплуатацию сразу после установки болтов и дюбелей.
3. Расчет болтов
3.1. Нагрузки, действующие на болты, по характеру воздействия подразделяются на статические и динамические. Величина, направление и характер действующих нагрузок от оборудования на болты должны быть указаны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.
3.2. Мака сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65 ° С включительно, должна назначаться в соответствии с указаниями табл. 2 .
Читайте также: