Соединения на высокопрочных болтах
11.12. Соединения на высокопрочных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.
11.13. Расчетное усилие Q bh , которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле
,(158)
где Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;
?? - коэффициент трения, принимаемый табл.37;
??h - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 37;
Abn - площадь сечения болта нетто, определяемая по табл. 62;
??b - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества n болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемым равным:
0,8 при n < 5;
0,9 при 5 ?? n < 10;
1,0 при n ?? 10.
Количество n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле
,(159)
где k - количество поверхностей трения соединяемых элементов.
Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием Р = Rbh Abn.
11.14. Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках - по площади сечения нетто Аn, при статических нагрузках - по площади сечения брутто A при An ?? 0,85A либо по условной площади Ac = 1,18An при An ?? 0,85А.
Соединения с фрезерованными торцами
11.15. В соединениях элементов с фрезерованными торцами (в стыках и базах колонн и т. п.) сжимающую силу следует считать полностью передающейся через торцы.
Во внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементах сварные швы и болты, включая высокопрочные, указанных соединений следует рассчитывать на максимальное растягивающее усилие от действия момента и продольной силы при наиболее неблагоприятном их сочетании, а также на сдвигающее усилие от действия поперечной силы.
Таблица 37
|
Способ обработки (очистки) соединяемых поверхностей |
Способ регулирования натяжения болтов |
Коэффициент трения ?? |
Коэффициенты ??h при нагрузке и при разности номинальных диаметров отверстий и болтов ??, мм |
|
|
|
|
|
динамической и при ?? = 3 - 6; статической и при ?? = 5 - 6 |
динамической и при ?? = 1; статической и при ?? = 1 - 4 |
|
1. Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации
2. То же, с консервацией (металлизацией распылением цинка или алюминия )
3. Дробью одной поверхности с консервацией полимерным клеем и посыпкой карборундовым порошком, стальными щетками без консервации - другой поверхности
4. Газопламенный двух поверхностей без консервации Стальными щетками двух поверхностей без консервации Без обработки |
По M " ??
" M " ??
" M " ??
" M " ??
" M " ?? " M " ?? |
0,58 0,58
0,50 0,50
0,50 0,50
0,42 0,42
0,35 0,35 0,25 0,25 |
1,35 1,20
1,35 1,20
1,35 1,20
1,35 1,20
1,35 1,25 1,70 1,50 |
1,12 1,02
1,12 1,02
1,12 1,02
1,12 1,02
1,17 1,06 1,30 1,20 |
|
Примечания. 1. Способ регулирования натяжения болтов по М означает регулирование по моменту закручивания, а по ?? - по углу поворота гайки. 2. Допускаются другие способы обработки соединяемых поверхностей, обеспечивающие значения коэффициентов трения ?? не ниже указанных в таблице. |
Поясные соединения в составных балках
11.16. Сварные швы и высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных двутавровых балок, следует рассчитывать согласно табл. 38.
При отсутствии ребер жесткости для передачи больших неподвижных сосредоточенных нагрузок расчет прикрепления верхнего пояса следует выполнять как для подвижной сосредоточенной нагрузки.
При приложении неподвижной сосредоточенной нагрузки к нижнему поясу балки сварные швы и высокопрочные болты, прикрепляющие этот пояс к стенке, следует рассчитывать по формулам (165) -(167) табл. 38 независимо от наличия ребер жесткости в местах приложения грузов.
Сварные поясные швы, выполненные с проваром на всю толщину стенки, следует считать равнопрочными со стенкой.
11.17. В балках с соединениями на высокопрочных болтах с многолистовыми поясными пакетами прикрепление каждого из листов за местом своего теоретического обрыва следует рассчитывать на половину усилия, которое может быть воспринято сечением листа. Прикрепление каждого листа на участке между действительным местом его обрыва и местом обрыва предыдущего листа следует рассчитывать на полное усилие, которое может быть воспринято сечением листа.
12. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Основные положения
12.1. При проектировании стальных конструкций необходимо:
предусматривать связи, обеспечивающие в процессе монтажа и эксплуатации устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом и его элементов, назначая их в зависимости от основных параметров сооружения и режима его эксплуатации (конструктивной схемы, пролетов, типов кранов и режимов их работы, температурных воздействий и т. п.);
учитывать производственные возможности и мощность технологического и кранового оборудования предприятий - изготовителей стальных конструкций, а также подъемно-транспортное и другое оборудование монтажных организаций;
производить разбивку конструкций на отправочные элементы с учетом вида транспорта и габаритов транспортных средств, рационального и экономичного транспортирования конструкций на строительство и выполнения максимального объема работ на предприятии-изготовителе;
использовать возможность фрезерования торцов для мощных сжатых и внецентренно-сжатых элементов (при отсутствии значительных краевых растягивающих напряжений) при наличии соответствующего оборудования на предприятии-изготовителе;
предусматривать монтажные крепления элементов (устройство монтажных столиков и т. п.);
в болтовых монтажных соединениях применять болты класса точности В и С, а также высокопрочные, при этом в соединениях, воспринимающих значительные вертикальные усилия (креплениях ферм, ригелей, рам и т.п.), следует предусматривать столики; при наличии в соединениях изгибающих моментов следует применять болты класса точности В и С, работающие на растяжение.
12.2. При конструировании стальных сварных конструкций следует исключать возможность вредного влияния остаточных деформаций и напряжений, в том числе сварочных, а также концентрации напряжений, предусматривая соответствующие конструктивные решения (с наиболее равномерным распределением напряжений в элементах и деталях, без входящих углов, резких перепадов сечения и других концентраторов напряжений) и технологические мероприятия (порядок сборки и сварки, предварительный выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строгания, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).
Таблица 38
|
Характер нагрузки |
Вид соединения |
Формулы для расчета поясных соединений в составных балках |
|
Неподвижная |
Угловые швы: двусторонние
односторонние |
T / (2 ?? f k f ) ?? Rw f ??w f ??c ; (160) T / (2 ?? z k f ) ?? Rw z ??w z ??c ; (161) |
|
|
|
T / ( ?? f k f ) ?? Rw f ??w f ??c ; (162) T / ( ?? z k f ) ?? Rw z ??w z ??c ; (163) |
|
|
Высокопрочные болты |
aТ ?? Qb h k ??c (164)
|
|
Подвижная |
Угловые швы двусторонние |
/ (2 ?? f k f ) ?? Rw f ??w f ??c ; (165) / (2 ?? z k f ) ?? Rw z ??w z ??c ; (166) |
|
|
Высокопрочные болты |
a (167) |
Обозначения, принятые в табл. 38:
Т = - сдвигающее пояс усилие на единицу длины, вызываемое поперечной силой Q, где S – статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси;
V = - давление от сосредоточенного груза F (для подкрановых балок от давления колеса крана, принимаемого без коэффициента динамичности), где ??f — коэффициент, принимаемый согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям, ??ef - условная длина распределения сосредоточенного груза, принимаемая по пп. 5.13 и 13.35 настоящих норм;
?? - коэффициент, принимаемый при нагрузке по верхнему поясу балки, в которой стенка пристрогана к верхнему поясу, ?? = 0,4, а при отсутствии пристрожки стенки или при нагрузке по нижнему поясу ?? = 1;
a - шаг поясных высокопрочных болтов;
Qb h - расчетное усилие одного высокопрочного болта, определяемое по формуле (158);
k - количество поверхностей трения соединяемых элементов.
12.3. В сварных соединениях стальных конструкций следует исключать возможность хрупкого разрушения конструкций в процессе их монтажа и эксплуатации в результате неблагоприятного сочетания следующих факторов:
высоких местных напряжений, вызванных воздействием сосредоточенных нагрузок или деформаций деталей соединений, а также остаточных напряжений;
резких концентраторов напряжений на участках с высокими местными напряжениями и ориентированных поперек направления действующих растягивающих напряжений;
пониженной температуры, при которой данная марка стали в зависимости от ее химического состава, структуры и толщины проката переходит в хрупкое состояние.
При конструировании сварных конструкций следует учитывать, что конструкции со сплошной стенкой имеют меньше концентраторов напряжений и менее чувствительны к эксцентриситетам по сравнению с решетчатыми конструкциями.
12.4. Стальные конструкции следует защищать от коррозии в соответствии со СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.
Защита конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях тропического климата, должна выполняться по ГОСТ 15150.
12.5. Конструкции, которые могут подвергаться воздействию расплавленного металла (в виде брызг при разливке металла, при прорыве металла из печей или ковшей), следует защищать облицовкой или ограждающими стенками из огнеупорного кирпича или жароупорного бетона, защищенными от механических повреждений.
Конструкции, подвергающиеся длительному воздействию лучистой или конвекционной теплоты или кратковременному воздействию огня во время аварий тепловых агрегатов, следует защищать подвесными металлическими экранами или футеровкой из кирпича или жароупорного бетона.
Сварные соединения
12.6. В конструкциях со сварными соединениями следует:
предусматривать применение высокопроизводительных механизированных способов сварки;
обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки.
12.7. Разделку кромок под сварку следует принимать по ГОСТ 8713, ГОСТ 11533, ГОСТ 14771, ГОСТ 23518, ГОСТ 5264 и ГОСТ 11534.
12.8. Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:
а) катеты угловых швов kf должны быть не более 1,2 t, где t - наименьшая толщина соединяемых элементов;
б) катеты угловых швов kf следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 39;
в) расчетная длина углового сварного шва должна быть не менее 4 kf и не менее 40мм;
г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85 ??f kf (??f - коэффициент, принимаемый по табл. 35), за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва;
д) размер нахлестки должен быть не менее 5 толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов;
е) соотношения размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1. При разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами, при этом катет, примыкающий к более тонкому элементу, должен соответствовать требованиям п. 12.8а, а примыкающий к более толстому элементу - требованиям п. 12.8б;
ж) в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, а также возводимых в климатических районах ??1, ??2, ????2 и ????3, угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу при обосновании расчетом на выносливость или на прочность с учетом хрупкого разрушения.
12.9. Для прикрепления ребер жесткости, диафрагм и поясов сварных двутавров по пп. 7.2, 7.3, 13.9, 13.11, 13.25 и конструкций группы 4 допускается применять односторонние угловые швы, катеты которых kf следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 39.
Применение этих односторонних угловых швов не допускается в конструкциях:
группы I;
эксплуатируемых в среднеагрессивной и сильноагрессивной средах (классификация согласно СНиП по защите строительных конструкций от коррозии) ;
возводимых в климатических районах ??1, ??2, ????2, и ????3.
12.10. Для расчетных и конструктивных угловых швов в проекте должны быть указаны вид сварки, электроды или сварочная проволока, положение шва при сварке.
