Фрикционные соединения (на болтах с контролируемым натяжением)



Виды соединений элементов металлич. Конструкции.

Сварные соединения

14.1.1 При проектировании стальных конструкций со сварными соединениями следует:

назначать минимальные размеры сварных швов с учетом требований 14.1.4 -14.1.6, а также применять минимально необходимое количество расчетных и конструктивных сварных швов;

обеспечивать свободный доступ к местам выполнения сварных соединений с учетом выбранного вида и технологии сварки.

14.1.7 Размеры сварных угловых швов и конструкция соединения должны удовлетворять следующим требованиям:

а) катет углового шва kf не должен превышать l,2t, где t - наименьшая из толщин свариваемых элементов;

катет шва, наложенного на закругленную кромку фасонного проката толщиной t, как правило, не должен превышать 0,9t;

б) катет углового шва kf должен удовлетворять требованиям расчета и быть, как правило, не меньше указанного в таблице 38; при возможности обеспечения большей глубины провара катет шва (от 5 мм и более) в тавровом двустороннем, а также в нахлесточном и угловом соединениях допускается принимать меньше указанного в таблице 38, но не менее 4 мм; при этом дополнительным контролем должно быть установлено отсутствие дефектов, в том числе технологических трещин;

Таблица 38

Вид соединения

Вид сварки

Предел текучести стали, Н/мм2

Минимальный катет шва kf, мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t, мм

4-5 6-10 11-16 17-22 23-32 33-40 41-80

Тавровое с двусторонними угловыми швами

Нахлесточное и угловое

Ручная дуговая

До 285 4 4 4 5 5 6 6
Св. 285 до 390 4 5 6 7 8 9 10
» 390 » 590 5 6 7 8 9 10 12

Автоматическая и механизированная

До 285 3 4 4 5 5 6 6
Св. 285 до 390 3 4 5 6 7 8 9
» 390» 590 4 5 6 7 8 9 10

Тавровое с односторонними угловыми швами

Ручная дуговая

До 375

5 6 7 8 9 10 12
Автоматическая и механизированная 4 5 6 7 8 9 10

Примечания

1 В конструкциях из стали с пределом текучести свыше 590 Н/мм2, а также из всех сталей при толщине элементов более 80 мм минимальный катет швов следует принимать по специальным техническим условиям.

2 В конструкциях группы 4 минимальный катет односторонних угловых швов следует уменьшать на 1 мм при толщине свариваемых элементов до 40 мм и на 2 мм - при толщине элементов свыше 40 мм.

в) расчетная длина углового шва должна быть не менее 4 kf и не менее 40 мм;

г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85 βf kf, за исключением швов, в которых усилие действует на всем протяжении шва (здесь (βf - коэффициент, принимаемый согласно таблице 39);

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

е) соотношение размеров катетов угловых швов следует принимать, как правило, 1:1; при разных толщинах свариваемых элементов допускается принимать швы с неравными катетами; при этом катеты, примыкающие к более тонкому либо к более толстому элементу, должны удовлетворять требованиям соответственно 14.1.7,а либо 14.1.7,б;

ж) угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу в конструкциях, возводимых в районах с расчетными температурами ниже минус 45 °С, а также в случаях, когда плавный переход обеспечивает повышение расчетного сопротивления усталости сварных соединений.

14.1.8 Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, для элементов из стали с пределом текучести до 285 Н/мм2 следует, как правило, применять электродные материалы, удовлетворяющие условиям:

Rwf > Rwz - при механизированной сварке;

1,1 RwzRwfRwz βz / βf - при ручной сварке;

Таблица 39

Вид сварки при диаметре сварочной проволоки сплошного сечения d, мм

Положение шва

Коэффициент

Значения коэффициентов βf и βz при нормальных режимах сварки и катетах швов, мм

3-8

9-12

14-16 св. 16

Автоматическая

при d = 3 -5

В лодочку

βf

1,1

0,7
βz

1,15

1,0

Нижнее

βf 1,1

0,9

0,7
βz 1,15

1,05

1,0

Автоматическая и механизированная

при d = 1,4 - 2

В лодочку

βf

0,9

0,8

0,7
βz

1,05

1,0

Нижнее, горизонтальное, вертикальное

βf 0,9

0,8

0,7

βz 1,05

1,0

Ручная и механизированная при d < 1,4 или порошковой проволокой

В лодочку βf

0,7

Нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочное βz

1,0

                 

для элементов из стали с пределом текучести свыше 285 Н/мм2 допускается применять электродные материалы, удовлетворяющие условию Rwz < Rwf < Rwz βz / βf (здесь βf и βz - коэффициенты, зависящие от технологии сварки и катета шва и определяемые по таблице 39).

14.1.9 Односторонние угловые швы в тавровых соединениях элементов из стали с пределом текучести до 375 Н/мм2, как правило, следует применять в конструкциях, эксплуатируемых в неагрессивной или слабоагрессивной среде (классификация по СНиП 2.03.11) в отапливаемых помещениях:

для прикрепления промежуточных ребер жесткости и диафрагм - в конструкциях всех групп, кроме конструкций группы 1, рассчитываемых на усталость;

для поясных швов сварных двутавров - в конструкциях групп 2 и 3 (кроме балок с условной гибкостью стенки  при толщине стенки tw в колоннах и стойках до 12 мм и в балках до 10 мм, при выполнении швов механизированной сваркой с катетом шва kf ≥0,8tw / βf; при этом следует учитывать требования 15.3.3 и 15.5.5;

для всех конструктивных элементов - в конструкциях группы 4.

Расстояние s между участками сварных швов (рисунок 19), как правило, не должно превышать одного из значений: 200 мм, 12tmin атом элементе (tmin - толщина самого тонкого из соединяемых элементов), 16tmin в растянутом элементе. В конструкциях группы 4 расстояние s допускается увеличить на 50 %.

а - в нахлесточном соединении; б - в тавровом соединении

Рисунок 19 - Схема прерывистых угловых сварных швов

При наложении прерывистого шва следует предусматривать шов по концам соединяемых частей элементов; длина lw1этого шва в элементах составного сечения из пластин должна быть не менее 0,75 b, где b - ширина более узкой из соединяемых пластин.

14.1.11 Угловые сварные швы, расположенные по периметру отверстий или прорезей, допускается применять в нахлесточных соединениях в случаях, предусмотренных 14.1.10, для передачи усилий в плоскости нахлестки, предотвращения потери устойчивости элементов нахлестки или конструктивных соединений элементов.

Болтовые соединения

Допускается крепить элементы одним болтом.

14.2.3 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, либо просверлены или продавлены на меньший диаметр в отдельных деталях с последующей рассверловкой до проектного диаметра в собранных элементах.

Болты классов точности В в многоболтовых соединениях следует применять для конструкций из стали с пределом текучести до 375 Н/мм2.

В соединениях, где болты работают преимущественно на растяжение, как правило, следует применять болты классов точности В или высокопрочные.

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

14.2.5 Резьба болта, воспринимающего сдвигающее усилие, в элементах структурных конструкций, опор линий электропередачи и открытых распределительных устройств, а также в соединениях при толщине наружного элемента до 8 мм 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.

В расчетных соединениях с болтами классов точности А и В (за исключением крепления вспомогательных конструкций) следует предусматривать меры против самоотвинчивания гаек (постановка пружинных шайб, вторых гаек и др.).

Таблица 40

Характеристика расстояния и предела текучести соединяемых элементов Расстояние при размещении болтов
1 Расстояние между центрами отверстий для болтов в любом направлении:  
а) минимальное:  
при Rуп ≤ 375 Н/мм2 2,5d
при Rуп > 375 Н/мм2 3d
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 Расстояние от центра отверстия для болта до края элемента  
а) минимальное вдоль усилия:  
при Ryn ≤ 375 Н/мм2 2d
при Ryn > 375 Н/мм2 2,5d
б) то же, поперек усилия:  
при обрезных кромках 1,5d
при прокатных кромках 1,2d
в) максимальное 4d или 8t
г) минимальное во фрикционном соединении при любой кромке и любом направлении усилия 1,3d
3 Расстояние минимальное между центрами отверстий вдоль усилия для болтов, размещаемых в шахматном порядке и + 1,5d

Обозначения, принятые в таблице 40:

d - диаметр отверстия для болта;

t - толщина наиболее тонкого наружного элемента;

и - расстояние поперек усилия между рядами отверстий.

Примечания

1 Диаметр отверстий следует принимать: для болтов класса точности A d = db; для болтов класса точности В в конструкциях опор ВЛ, ОРУ и КС d = db + 1 мм, в остальных случаях d = db + (1; 2 иди 3 мм), где db - диаметр болта.

2 В одпоболтовых соединениях элементов решетки (раскосов и распорок), кроме постоянно работающих на растяжение, при толщине элементов до 6 мм из стали с пределом текучести до 375 Н/мм2 расстояние от края элемента до центра отверстия вдоль усилия допускается принимать 1,35d (без допуска при изготовлении элементов в сторону уменьшения, о чем должно быть указано в проекте).

3 При размещении болтов в шахматном порядке на расстоянии, не менее указанного в поз. 3. сечение элемента An следует определять с учетом ослабления его отверстиями, расположенными в одном сечении поперек усилия (не по зигзагу).

14.2.7 На скошенных поверхностях соединяемых деталей и элементов (внутренние грани полок двутавров и швеллеров) под головки болтов или гайки следует устанавливать косые шайбы.

 

Фрикционные соединения (на болтах с контролируемым натяжением)

14.3.1 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.

14.3.2 Во фрикционных соединениях следует применять болты, гайки и шайбы согласно требованиям 5.6.

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

        (191)

где Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта, определяемое согласно требованиям 6.7;

Аbп - площадь сечения болта по резьбе, принимаемая согласно таблице Г.9 приложения Г;

μ - коэффициент трения, принимаемый по таблице 42;

γh - коэффициент, принимаемый по таблице 42.

14.3.4 При действии на фрикционное соединение силы N, вызывающей сдвиг соединяемых элементов и проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. В этом случае количество болтов в соединении следует определять по формуле

      (192)

где Qbh - расчетное усилие, определяемое по формуле (191);

к - количество плоскостей трения соединяемых элементов;

γc - коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 1;

γb - коэффициент условий работы фрикционного соединения, зависящий от количества п болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

0,8 при п < 5;

0,9 при 5 ≤ п < 10;

1,0 при п ≥ 10.

14.3.5 При действии на фрикционное соединение момента или силы и момента, вызывающих сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий между болтами следует принимать согласно указаниям 14.2.11 и 14.2.12.

Таблица 42

Способ обработки (очистки) соединяемых поверхностей

Коэффициент трения μ

Коэффициент γh при контроле натяжения болтов по моменту закручивания при разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ мм, при нагрузке

динамической δ = 3 - 6; динамической δ = 1;
статической δ = 5 - 6 статической δ = 1 - 4
1 Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации 0,58 1,35 1,12
2 Газопламенный двух поверхностей без консервации 0,42 1,35 1,12
3 Стальными щетками двух поверхностей без консервации 0,35 1,35 1,17
4 Без обработки 0,25 1,70 1,30

Примечание - При контроле натяжения болтов по углу поворота гайки значения γh следует умножать на 0,9.

14.3.6 При действии на фрикционное соединение помимо силы N, вызывающей сдвиг соединяемых элементов, силы F, вызывающей растяжение в болтах, значение коэффициента γb, определяемое согласно требованиям 14.3.4, следует умножать на коэффициент (1 - Nt / Рb), где Nt - растягивающее усилие, приходящееся на один болт, Рb - усилие натяжения болта, принимаемое равным Рb = Rbh Abn.

14.3.7 Диаметр болта во фрикционном соединении следует принимать при условии Σt ≤ 4db, где Σt - суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении, db - диаметр болта.


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 492; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ