10. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

НА ПРОЧНОСТЬ С УЧЕТОМ ХРУПКОГО РАЗРУШЕНИЯ

Центрально- и внецентренно-растянутые элементы, а также зоны растяжения изгибаемых элементов конструкций, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 , II 3 , II 4 , и II 5 , следует проверять на прочность с учетом сопротивления хрупкому разрушению по формуле

s max £ b R u /g u , (118)

где s max - наибольшее растягивающее напряжение в расчетном сечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учета коэффициентов динамичности и j b ;

b - коэффициент, принимаемый по табл. 84.

Элементы, проверяемые на прочность с учетом хрупкого разрушения, следует проектировать с применением решений, при которых не требуется увеличивать площадь сечения, установленную расчетом согласно требованиям разд. 5 настоящих норм.

11. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

11.1*. Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или сжатие следует производить по формуле

где t

l w - расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t , или полной его длине в случае вывода концов шва за пределы стыка.

При расчете сварных стыковых соединений элементов конструкций, рассчитанных согласно п. 5.2. в формуле (119) вместо R wy следует принимать R wu /g u .

Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при применении сварочных материалов согласно прил. 2, полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле качества растянутых швов.

11.2*. Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис. 20):

Рис. 20. Схема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом

1 - сечение по металлу шва; 2 - сечение по металлу границы сплавления

по металлу шва (сечение 1 )

N /(b f k f l w ) £ R wf g wf g c ; (120)

по металлу границы сплавления (сечение 2 )

N /(b z k f l w ) £ R wz g wz g c , (121)

где l w - расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм;

b f и b z - коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см 2) - по табл. 34*; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см 2) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки b f = 0,7 и b z = 1;

g wf и g wz - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , для которых g wf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением R wun = 410 МПа (4200 кгс/см 2) и g wz = 0,85 - для всех сталей.

Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см 2) следует применять электроды или сварную проволоку согласно п. 3.4 настоящих норм, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва R wf должны быть более R wz , а при ручной сварке - не менее чем в 1,1 раза превышать расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления R wz , но не превышать значений R wz b z /b f ; в элементах из стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см 2) допускается применять электроды или сварочную проволоку, для которых выполняется условие R wz < R wf £ R wz b z /b f .

При выборе электродов или сварочной проволоки следует учитывать группы конструкций и климатические районы, указанные в табл. 55*.

11.3*. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

; (122)

по металлу границы сплавления

, (123)

где W f - момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва;

W z - то же, по металлу границы сплавления.

Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости расположения этих швов следует производить по двум сечениям по формулам:

по металлу шва

; (124)

по металлу границы сплавления

, (125)

где J fx и J fy - моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей;

J zx и J zy - то же, по металлу границы сплавления;

х и у - координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, относительно главных осей этого сечения.

11.4. Сварные стыковые соединения, выполненные без физического контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (33), в которой значения s x , s y , t xy и R y следует принимать соответственно: s x = s wx и s y = s wy - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; t xy = t wxy - касательное напряжение в сварном соединении; R y = R wy .

11.5. При расчете сварных соединений с угловыми швами на одновременное действие продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия

t f £ R wf g wf g c и t z £ R wz g wz g c , (126)

где t f и t z - напряжения в расчетном сечении соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления, равные геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной и поперечной силами и моментом.

Болтовые соединения

11.6. В болтовых соединениях при действии продольной силы N , проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным.

11.7*. Расчетное усилие N b , которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

N b = R bs g b An s ; (127)

на смятие

N b = R bp g b d å t ; (128)

на растяжение

N b = R bt A bn . (129)

Обозначения, принятые в формулах (127) - (129):

R bs , R bp , R bt	Расчетные сопротивления болтовых соединений;
	Наружный диаметр стержня болта;
A = p d 2 /4	Расчетная площадь сечения стержня болта;
	Площадь сечения болта нетто; для болтов с метрической резьбой значение A bn следует принимать по прил. 1 к ГОСТ 22356- 77*;
å t	Наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
	Число расчетных срезов одного болта;
g b	Коэффициент условий работы соединения, который следует принимать по табл. 35*.

Таблица 35*

Характеристика соединений	Коэффициент условий работы соединения g b
1. Многоболтовое в расчетах на срез и смятие при болтах:
класса точности А
класса точности В и С, высокопрочных с нерегулируемым натяжением
2. Одноболтовое и многоболтовое в расчете на смятие при a = 1,5d и b = 2d в элементах конструкций из стали с пределом текучести, МПа (кгс/см 2):
св. 285 (2900) до 380 (3900)
Обозначения, принятые в таблице 35*: a - расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия; b - то же, между центрами отверстий; d - диаметр отверстия для болта. Примечания: 1. Коэффициенты, установленные в поз. 1 и 2, следует учитывать одновременно. 2. При значениях расстояний a и b , промежуточных между указанными в поз. 2 в табл. 39, коэффициент g b следует определять линейной интерполяцией.

Для одноболтовых соединений следует учитывать коэффициенты условий работы g c согласно требованиям п. 11.8.

11.8. Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

где N min - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных согласно требованиям п. 11.7* настоящих норм.

11.9. При действии на соединение момента, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

11.10. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, следует проверять отдельно на срез и растяжение.

Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на равнодействующее усилие.

11.11. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в креплениях с односторонней накладкой количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10 %.

При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей количество болтов, прикрепляющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено против расчета на 50 %.

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

, (131)*

где R bh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;

m - коэффициент трения, принимаемый по табл. 36*;

g h - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 36*;

A bn - площадь сечения болта нетто, определяемая по табл. 62*;

g b - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества n болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

0,8 при n < 5;

0,9 при 5 £ n < 10;

1,0 при n ³ 10.

Количество n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле

где k - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием P = R bh A bn .

Таблица 36

Способ обработки	регулиро	Коэффициент	Коэффициенты g h при нагрузке и при разности номинальных диаметров отверстий и болтов d , мм
(очистки) соединяемых поверхностей	вания натяжения	трения m	динамической и при d = 3- 6; статической и при d = 5- 6	динамической и при d = 1; статической и при d = 1- 4
1. Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации	По a
2. То же, с консервацией (металлизацией распылением цинка или алюминия)	По a
3. Дробью одной поверхности с консервацией полимерным клеем и посыпкой карборундовым порошком, стальными щетками без консервации - другой поверхности	По a
4. Газоплазменный двух поверхностей без консервации	По a
5. Стальными щетками двух поверхностей без консервации	По a
6. Без обработки	По a
Примечания. 1. Способ регулирования натяжения болтов по M означает регулирование по моменту закручивания, а по a - по углу поворота гайки. 2. Допускаются другие способы обработки соединяемых поверхностей, обеспечивающие значения коэффициентов трения m не ниже указанных в таблице.

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 по площади сечения брутто А при Аn ³ 0,85А либо по условной площади A c = 1,18A n 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.

Поясные соединения в составных балках.

11.16. Сварные швы и высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных двутавровых балок, следует рассчитывать согласно табл. 37*.

Таблица 37*

Характер нагрузки	соединения	Формулы для расчета поясных соединений в составных балках
Неподвижная	Угловые швы: двусторонние	T /( 2b f k f ) £ R wf g wf g c ; (133) T /( 2b z k f ) £ R wz g wz g c (134)
	односторонние	T /(b f k f ) £ R wf g wf g c ; (135) T /(b z k f ) £ R wz g wz g c (136)
	Высокопрочные болты	aT £ Q bh kg c (137)*
Подвижная	Угловые швы двусторонние
	Высокопрочные болты
Обозначения, принятые в таблице 37*: Сдвигающее пояс усилие на единицу длины, вызываемое поперечной силой Q , где S - статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси; Давление от сосредоточенного груза F (для подкрановых балок от давления колеса крана, принимаемого без коэффициента динамичности), где g f - коэффициент, принимаемый согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям, l ef - условная длина распределения сосредоточенного груза, принимаемая по пп. 5.13 и 13.34* настоящих норм; a - коэффициент, принимаемый при нагрузке по верхнему поясу балки, в которой стенка пристрогана к верхнему поясу, a = 0,4, а при отсутствии пристрожки стенки или при нагрузке по нижнему поясу a = 1; a - шаг поясных высокопрочных болтов; Q bh - расчетное усилие одного высокопрочного болта, определяемое по формуле (131)*; k - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

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 (138) - (140)* табл. 37* 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, предварительных выгиб, механическую обработку соответствующих зон путем строгания, фрезерования, зачистки абразивным кругом и др.).

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- 69*.

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 местах выполнения сварных соединений с учетом выбранного способа и технологии сварки.

12.7. Разделку кромок под сварку следует принимать по ГОСТ 8713- 79*, ГОСТ 11533- 75, ГОСТ 14771- 76*, ГОСТ 23518- 79, ГОСТ 5264- 80 и ГОСТ 11534- 75.

12.8. Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать с учетом следующих условий:

а) катеты угловых швов k f должны быть не более 1,2t , где t - наименьшая толщина соединяемых элементов;

б) катеты угловых швов k f следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38*;

в) расчетная длина углового сварного шва должна быть не менее 4k f и не менее 40 мм;

г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85b f k f (b f - коэффициент, принимаемый по табл. 34*), 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, примыкающие к более тонкому элементу, должен соответствовать требованиям п. 12.8,а, а примыкающий к более толстому элементу - требованиям п. 12.8,б;

ж) в конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагрузки, а также возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 , угловые швы следует выполнять с плавным переходом к основному металлу при обосновании расчетом на выносливость или на прочность с учетом хрупкого разрушения.

Таблица 38*

Вид соедине-		Предел текучести стали,	Минимальные катеты швов k f , мм, при толщине более толстого из свариваемых элементов t , мм
		МПа (кгс/см 2)	4- 6	6- 10	11- 16	17- 22	23- 32	33- 40	41- 80
Тавровое с двусто
ронними угловыми швами; нахлес-		Св. 430 (4400)
точное и угловое	Автоматическая и
	полуавтоматичес-кая	Св. 430 (4400)
Тавровое с
односторонними угловыми швами	Автоматическая и полуавтомати-ческая
Примечания: 1. В конструкциях из стали с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см 2), а также из всех сталей при толщине элементов свыше 80 мм минимальные катеты угловых швов принимаются по специальным техническим условиям. 2. В конструкциях группы 4 минимальные катеты односторонних угловых швов следует уменьшать на 1 мм при толщине свариваемых элементов до 40 мм включ. и на 2 мм - при толщине элементов свыше 40 мм.

12.9*. Для прикрепления ребер жесткости, диафрагм и поясов сварных двутавров по пп. 7.2*, 7.3, 13.12*, 13.26 и конструкций группы 4 допускается применять односторонние угловые швы, катеты которых k f следует принимать по расчету, но не менее указанных в табл. 38*.

Применение этих односторонних угловых швов не допускается в конструкциях:

эксплуатируемых в среднеагрессивной и сильноагрессивной средах (классификация согласно СНиП по защите строительных конструкций от коррозии);

возводимых в климатических районах I 1 , I 2 , II 2 и II 3 .

12.10. Для расчетных и конструктивных угловых швов в проекте должны быть указаны вид сварки, электроды или сварочная проволока, положение шва при сварке.

12.11. Сварные стыковые соединения листовых деталей следует, как правило, выполнять прямыми с полным проваром и с применением выводных планок.

В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня шва и сварка на остающейся стальной подкладке.

12.12. Применение комбинированных соединений, в которых часть усилия воспринимается сварными швами, а часть - болтами, не допускается.

12.13. Применение прерывистых швов, а также электрозаклепок, выполняемых ручной сваркой с предварительным сверлением отверстий, допускается только в конструкциях группы 4.

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.

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*.

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).

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

	Наибольшие расстояния, м
	температурными швами				от температурного шва или торца здания до оси ближайшей
Характеристика зданий и сооружений	по длине блока (вдоль здания)		по ширине блока		вертикальной связи
	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.

при 375 Н/мм

б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии

в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:

при растяжении

при сжатии

2 Расстояние от центра отверстия для болта до края элемент

а) минимальное вдоль усилия:

при 375 Н/мм

при 375 Н/мм

б) то же, поперек усилия:

при обрезных кромках

при прокатных кромках

в) максимальное

г) минимальное во фрикционном соединении при любой кромке и любом направлении усилия

3 Расстояние минимальное между центрами отверстий вдоль усилия для болтов, размещаемых в шахматном порядке

Обозначения, принятые в таблице 40:

Диаметр отверстия для болта;

Толщина наиболее тонкого наружного элемента;

Расстояние поперек усилия между рядами отверстий.

Примечания

1 Диаметр отверстий следует принимать: для болтов класса точности A ; для болтов класса точности В в конструкциях опор ВЛ, ОРУ и КС мм, в остальных случаях

(1; 2 или 3 мм), где - диаметр болта.

2 В одноболтовых 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/мм расстояние от края элемента до центра отверстия вдоль усилия допускается

принимать 1,35 (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 следует определять с учетом ослабления его отверстиями, расположенными в одном сечении поперек усилия (не по зигзагу).

При прикреплении уголка одной полкой болтами, размещаемыми в шахматном порядке, отверстие, наиболее удаленное от его конца, следует размещать на риске, ближайшей к обушку.

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/мм.

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.

14.2.6 Установку шайб на болты следует выполнять согласно требованиям СНиП 3.03.01 .

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.).

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.

14.2.8 Диаметр отверстия для болтов в элементах из проката должен соответствовать ГОСТ 24839 и примечанию 1 таблицы 40.

14.2.9 Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, в зависимости от вида напряженного состояния следует определять по формулам:

при срезе

при смятии
при растяжении

где , , - расчетные сопротивления одноболтовых соединений;

И - площади сечений стержня болта брутто и резьбовой части нетто соответственно, принимаемые согласно таблице Г.9 приложения Г;

Число расчетных срезов одного болта;

Наружный диаметр стержня болта;

Наименьшая суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении;

Коэффициент условий работы, определяемый по таблице 1;

Коэффициент условий работы болтового соединения, определяемый по таблице 41 и принимаемый не более 1,0.

Таблица 41

Характеристика			Значения		Значение
		текучести			коэффициента
		соединяемых
		элементов, Н/мм
болтового	напряженного
соединения	состояния
Одноболтовое, болт
классов точности А,
высокопрочный
		Св. 285 до 375
Многоболтовое,
болты класса
точности А
		Св. 285 до 375

Обозначения, принятые в таблице 41:

Расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия;

Расстояние вдоль усилия между центрами отверстий;

Диаметр отверстия для болта.

Примечания:

1 Для расчета многоболтового соединения на срез и смятие при болтах класса точности В, а также при высокопрочных болтах без регулируемого натяжения при всех значениях предела

текучести стали соединяемых элементов значения коэффициента следует умножать на

2 Для расчета многоболтового соединения на смятие следует принимать значение , меньшее из вычисленных при принятых значениях , , .

14.2.10 При действии на болтовое соединение силы , проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. В этом случае количество болтов в соединении следует определять по формуле

где - наименьшее из значений или , либо значение , вычисленное согласно требованиям 14.2.9.

В случаях когда в стыке расстояние между крайними болтами вдоль сдвигающего усилия превышает 16, значение в формуле (189) следует увеличивать путем деления на

коэффициент , принимаемый равным не менее 0,75. Это требование не распространяется при действии усилия по всей длине соединения (например, в поясном соединении балки).

14.2.11 При действии на болтовое соединение момента, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

Усилие в наиболее нагруженном болте не должно превышать меньшего из значений или , вычисленных согласно требованиям 14.2.9.

14.2.12 При одновременном действии на болтовое соединение силы и момента, действующих в одной плоскости и вызывающих сдвиг соединяемых элементов, болты следует проверять на равнодействующее усилие (в наиболее нагруженном болте, которое не должно превышать

меньшего из значений или , вычисленных согласно требованиям 14.2.9).

14.2.13 При одновременном действии на болтовое соединение усилий, вызывающих срез и растяжение болтов, наиболее напряженный болт, наряду с проверкой по формуле (188), следует проверять по формуле

где и - усилия, действующие на болт, срезывающее и растягивающее соответственно;

Расчетные усилия, определяемые согласно требованиям 14.2.9.

14.2.14 В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в элементах с односторонней накладкой количество болтов по сравнению с расчетом следует увеличивать на 10%.

При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей количество болтов, прикрепляющих коротыш к этой полке, по сравнению с результатом расчета следует увеличивать на 50%.

14.2.15 Фундаментные (анкерные) болты следует проверять согласно требованиям СНиП

2.09.03 .

14.3 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/мм 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.

Болты следует размещать согласно требованиям таблицы 40.

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

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

Площадь сечения болта по резьбе, принимаемая согласно таблице Г.9 приложения Г;

Коэффициент трения, принимаемый по таблице 42;

Коэффициент, принимаемый по таблице 42.

Таблица 42

	Способ обработки (очистки)	Коэффициент	Коэффициент	при контроле натяжения
	соединяемых поверхностей
			болтов по моменту закручивания при разности
			номинальных диаметров отверстий и болтов,
			мм, при нагрузке
			динамической		динамической
			статической		статической
	1 Дробеметный или
	дробеструйный двух
	поверхностей без
	консервации
	2 Газопламенный двух
	поверхностей без
	консервации
	3 Стальными щетками двух
	поверхностей без
	консервации
	4 Без обработки

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

14.3.4 При действии на фрикционное соединение силы , 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

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

Количество плоскостей трения соединяемых элементов;

Коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 1;

Коэффициент условий работы фрикционного соединения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

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.

14.3.6 При действии на фрикционное соединение помимо силы , вызывающей сдвиг соединяемых элементов, силы , вызывающей растяжение в болтах, значение коэффициента , определяемое согласно требованиям 14.3.4, следует умножать на коэффициент , где - растягивающее усилие, приходящееся на один болт, - усилие натяжения болта, принимаемое равным .

14.3.7 Диаметр болта во фрикционном соединении следует принимать при условии ,

где - суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении, - диаметр болта.

Во фрикционных соединениях с большим количеством болтов их диаметр следует назначать возможно большим.

14.3.8 В проекте должны быть указаны марки стали и механические свойства болтов, гаек и шайб и стандарты, по которым они должны поставляться, способ обработки соединяемых

поверхностей, осевое усилие , принимаемое согласно 14.3.6.

14.3.9 При проектировании фрикционных соединений следует обеспечивать возможность свободного доступа для установки болтов, плотного стягивания пакета болтами и закручивания гаек с применением динамометрических ключей, гайковертов и др.

14.3.10 Для высокопрочных болтов по ГОСТ Р 52644 с увеличенными размерами головок и гаек

и при разности номинальных диаметров отверстия и болта не более 3 мм, а в конструкциях из

стали с временным сопротивлением не ниже 440 Н/мм - не более 4 мм допускается установка одной шайбы под гайку.

14.3.11 Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями во фрикционном соединении, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт, передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует выполнять: при подвижных, вибрационных и других динамических нагрузках - по площади сечения

нетто ; при статических нагрузках - по площади сечения брутто (при ) либо по условной площади (при ).

14.4 Поясные соединения в составных балках

14.4.1 Сварные и фрикционные поясные соединения составной двутавровой балки следует рассчитывать по формулам таблицы 43.

Таблица 43

Характер	Поясные соединения	Формулы для расчета поясных соединений в
нагрузки		составных балках
Неподвижная

Фрикционные

Подвижная

Сварные (двусторонние швы)

Фрикционные

Обозначения, принятые в таблице 43:

Сдвигающее пояс усилие на единицу длины, вызываемое поперечной силой (здесь - статический момент брутто пояса балки относительно центральной оси);

Количество угловых швов: при двусторонних швах 2, при односторонних 1;

Величины, определяемые согласно 14.3.3, 14.3.4;

Давление от сосредоточенного груза на единицу длины, определяемое с учетом требований 8.2.2 и 8.3.3 (для неподвижных грузов 1);

И - коэффициенты надежности по нагрузке, принимаемые по СП 20.13330 ;

Шаг поясных болтов;

Коэффициент, принимаемый равным: 0,4 при нагрузке по верхнему поясу балки, к которому пристрогана стенка, и 1,0 при отсутствии пристрожки стенки или при нагрузке по нижнему поясу.

При отсутствии поперечных ребер жесткости для передачи неподвижных сосредоточенных нагрузок, приложенных к верхнему поясу, а также при приложении неподвижной сосредоточенной нагрузки к нижнему поясу независимо от наличия ребер жесткости в местах приложения нагрузки поясные соединения следует рассчитывать как для подвижной нагрузки.

Сварные швы, выполненные с проваром на всю толщину стенки, следует считать равнопрочными со стенкой.

14.4.2 В балках с фрикционными поясными соединениями 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.

15 Дополнительные требования по проектированию некоторых видов зданий, сооружений и конструкций

15.1 Расстояния между температурными швами

Расстояния между температурными швами стальных каркасов одноэтажных зданий и сооружений не должны превышать наибольших значений , принимаемых по таблице 44.

Таблица 44

здания и сооружени	направления
Отапливаемое		вдоль блока (по
	температурными	длине здания)
		по ширине блока
Неотапливаемое		вдоль блока (по
здание и горячий	температурными	длине здания)
		по ширине блока
	от температурного шва или торца здания
	до оси ближайшей вертикальной связи
Открытая эстакада	между температурными швами вдоль
	от температурного шва или торца здания
	до оси ближайшей вертикальной связи

Примечание - При наличии между температурными швами здания или сооружения двух вертикальных связей расстояние между последними в осях не должно превышать: для зданий 40-50 м и для открытых эстакад 25-30 м, при этом для зданий и сооружений, возводимых при расчетных температурах -45 °С, должны приниматься меньшие из указанных расстояний.

При превышении более чем на 5% указанных в таблице 44 расстояний, а также при увеличении жесткости каркаса стенами или другими конструкциями в расчете следует учитывать климатические температурные воздействия, неупругие деформации конструкций и податливость узлов.

15.2 Фермы и структурные плиты покрытий

15.2.1 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 меньшего сечения.

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

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

15.2.2 При расчете плоских ферм соединения элементов в узлах ферм допускается принимать шарнирными:

при сечениях элементов из уголков или тавров;

при двутавровых, Н-образных и трубчатых сечениях элементов, когда отношение высоты

сечения к длине элемента между узлами не превышает: 1/15 - для конструкций, эксплуатируемых в районах с расчетными температурами ниже минус 45 °С; 1/10 - для конструкций, эксплуатируемых в остальных районах.

При превышении указанных отношений следует учитывать дополнительные изгибающие моменты в элементах от жесткости узлов.

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

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

Фланговые сварные швы, прикрепляющие элементы решетки ферм к фасонкам, следует выводить на торец элемента на длину не менее 20 мм.

15.2.4 В узлах ферм с поясами из тавров, двутавров и одиночных уголков крепления фасонок к полкам поясов встык следует осуществлять с проваром на всю толщину фасонки. В конструкциях группы 1, а также эксплуатируемых в районах при расчетных температурах ниже минус 45 °С примыкание узловых фасонок к поясам следует выполнять согласно приложению К (таблица К.1, позиция 7).

15.2.5 При расчете узлов ферм со стержнями трубчатого и двутаврового сечения и прикреплением элементов решетки непосредственно к поясу (без фасонок) следует проверять несущую способность:

стенки пояса при местном изгибе (продавливании) в местах примыкания элементов решетки (для круглых и прямоугольных труб);

боковой стенки пояса в месте примыкания сжатого элемента решетки (для прямоугольных труб);

полок пояса на отгиб (для двутаврового сечения);

стенки пояса (для двутаврового сечения);

элементов решетки в сечении, примыкающем к поясу;

сварных швов, прикрепляющих элементы решетки к поясу.

Указанные проверки приведены в приложении Л.

Кроме того, следует соблюдать требования по Z-свойствам к материалам поясов ферм (см. 13.5).

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

15.3 Колонны

15.3.1 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.

15.3.2 В колоннах и стойках с односторонними поясными швами согласно 14.1.9 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 30

С каждой стороны.

15.3.3 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 толщину фасонки в 15 раз.

В конструкциях, возводимых в районах с расчетными температурами ниже минус 45 °С, а также при применении ручной дуговой сварки угловые сварные швы должны быть непрерывными по всей длине фасонки.

15.3.4 Монтажные стыки колонн следует выполнять с фрезерованными торцами, сваренными встык, на накладках со сварными швами или болтовыми соединениями, в том числе фрикционными. При приварке накладок сварные швы не следует доводить до стыка на 25 мм с каждой стороны. Допускается применение фланцевых соединений с передачей сжимающих усилий через плотное касание, а растягивающих - болтами.

15.3.5 В сквозных колоннах, ветви которых соединены планками, следует принимать:

ширину промежуточных планок - равной от 0,5 до 0,15 (здесь - габаритная ширина колонны в плоскости планок);

ширину концевых планок - равной от 1,3 до 1,7.

15.4 Связи

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

15.4.2 Нижние пояса балок и ферм крановых путей пролетом свыше 12 м следует укреплять горизонтальными связями.

15.4.3 Вертикальные связи между основными колоннами ниже уровня балок крановых путей следует располагать по возможности в середине или около середины температурного блока; верхние вертикальные связи целесообразно располагать по торцам здания и в шагах колонн, примыкающих к температурным швам, а также в тех шагах, где расположены связи нижнего яруса.

При недостаточной жесткости ветвей колонн в продольном направлении здания допускается установка дополнительных распорок, закрепленных в узлах связей.

При двухветвевых колоннах вертикальные связи следует располагать в плоскости каждой из ветвей колонны. Ветви двухветвевых связей, как правило, следует соединять между собой соединительными решетками.

15.4.4 Система связей покрытия зависит от типа каркаса (стальной или смешанный), типа покрытия (прогонное или беспрогонное), грузоподъемности кранов и режима их работы, наличия подвесного подъемно-транспортного оборудования и подстропильных ферм.

15.4.5 В уровне нижних поясов стропильных ферм следует предусматривать поперечные горизонтальные связи в каждом пролете здания у торцов, а также у температурных швов здания.

При длине температурного блока более 144 м и при кранах большой грузоподъемности (50 т) следует предусматривать также и промежуточные поперечные горизонтальные связи примерно через каждые 60 м.

В зданиях со стальным каркасом, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью 10 т

и более, и в зданиях с подстропильными фермами следует предусматривать продольные связи, располагаемые по крайним панелям нижних поясов стропильных ферм и образующие совместно с поперечными связями жесткий контур в плоскости нижних поясов ферм.

В однопролетных зданиях такого типа продольные связи по нижним поясам следует назначать вдоль обоих рядов колонн.

В многопролетных зданиях при кранах грузоподъемностью 50 т, с режимом работы 1К-6К (в соответствии с СП 20.13330 ) продольные связи, как правило, следует располагать вдоль крайних колонн и через один ряд вдоль средних колонн. В многопролетных зданиях с кранами грузоподъемностью 50 т, с режимом работы 7К-8К, а также в зданиях с перепадами высоты следует назначать более частое расположение продольных связей по нижним поясам ферм. Продольные связи по средним рядам колонн при одинаковой высоте смежных пролетов следует проектировать такими же, как и вдоль крайних рядов колонн.

В случае если гибкость в горизонтальной плоскости панелей нижних поясов ферм (см. 10.4), находящихся между двумя поперечными связевыми фермами, недостаточна, то она должна быть обеспечена постановкой растяжек, закрепленных за узлы связевых ферм.

15.4.6 По верхним поясам стропильных ферм поперечные горизонтальные связи при покрытии

с прогонами следует назначать в любом одноэтажном промышленном здании. Поперечные связевые фермы по верхним и нижним поясам рекомендуется совмещать в плане.

Верхние пояса стропильных ферм, не примыкающие непосредственно к поперечным связям, следует раскреплять в плоскости расположения этих связей распорками.

15.4.7 При наличии жесткого диска кровли в уровне верхних поясов в покрытиях без прогонов (в которых крупноразмерные железобетонные плиты приварены к верхним поясам или профилированный лист покрытия прикреплен в каждом гофре) поперечные связи по верхним поясам ферм следует устраивать только в торцах здания и у температурных швов. В остальных шагах необходимы распорки у конька и у опор стропильных ферм.

Для обмера деталей необходимо приобрести навыки в пользовании измерительными инструментами.

При обмере деталей приходится измерять: 1) диаметральные размеры, 2) толщины, 3) расстояния между отверстиями, 4) криволинейные контуры.

Измерение линейных размеров. Для определения линейных разме­ров детали пользуются стальным метром или стальной линейкой, штанген­циркулем, глубиномером и др.

На фиг. 222 приведён пример обмера пустотелого цилиндра. Сталь­ной линейкой измерена высота стакана H и глубина h. Измерения вели­чины H и h позволяют определить толщину донышка b, которая равна разности H - h = b = 8 мм

При необходимости сделать более точные замеры следовало бы измерения произвести штангенциркулем и глубиномером.

Измерение диаметральных размеров. Измерение внутренних и наружных размеров детали производится при помощи нутромера и крон­циркуля. Нутромером измеряются внутренние поперечные, а кронцир­кулем-наружные размеры. На главном виде (фиг. 222) показан приём измерения внутреннего диаметра стакана d 1 , а на плане-приём измерения наружного диаметра D. Измеренные таким образом размеры переносятся на стальную линейку. Если взять разность этих измерений и разделить пополам, то получим толщину стенки стакана b 0 , равную (D - d 1)/2.

Для более точных измерений диаметров применяется штангенциркуль или штихмас.

Измерение толщины стенок. Толщина стенок для полых деталей может быть определена так, как показано на фиг. 222. Толщина стенок может быть измерена и кронциркулем 3.

В тех случаях, когда измерить толщину стенки этим способом невозможно, так как кронциркуль нельзя вынуть без раскрытия ножек, пользуются линейкой (фиг. 223).

Определение расстояния от опорной поверхности до центра отверстия. Для того чтобы определить расстояние h 2 от опорной поверх­ности стакана до центра отверстия диаметра d, прикладывают линейку так, чтобы её кромка с делениями заняла положение, отмеченное циф­рой 1 (фиг. 222). Затем по линейке делают отсчёт h 1 . Тогда центр отверстия будет на высоте h 2 = h 1 +d/2 , при этом имеется в виду, что диаметр отверстия d измерен был раньше.

Расстояние до центра отверстия можно определить: 1) с помощью линейки и 2) с помощью кронциркуля и линейки (фиг. 223).

1- й способ. Прикладывают линейку 3 вдоль вертикальной оси фланца и делают отсчёты: h 1 = 34 мм и h = 86 мм.

h 0 = (h 1 + h)/2 = 60 мм.

2- й способ. Прикладывают линейку, как и в первом способе. Отсчитывают h 1 = 34 мм. Кронциркулем З измеряют диаметр фланца D = 52 мм.

h 0 = h 1 + D/2 = 60 мм.

Для этой же фигуры приведён пример определения вылета фланца (размера l 0).

Вылет фланца определяется так же, как и расстояние центра отверстия до опорной поверхности.

l 0 = (l 1 + l)/2 = (18 + 78)/2 = 48 мм.

Определение расстояния между центрами отверстий . Отверстия на деталях могут быть расположены в один ряд, параллельными рядами, в шахматном порядке, по окружностям и т. д.

Пример 1 (фиг. 224). Для определения расстояния между цент­рами двух отверстий одинакового диаметра пользуются нутромером, линейкой или штангенциркулем. На этой фигуре показаны приёмы изме­рения нутромером и линейкой.

Нутромер устанавливается так, как это показано на главном виде, затем его вынимают, прикладывают к линейке с делениями я отсчиты­вают измеренное расстояние. Это расстояние, обозначенное на чертеже размером l = l 0 , и будет искомым расстоянием между центрами этих

отверстий. Можно определить расстояние между центрами при помощи линейки. В этом случае линейку прикладывают так, как это показано на плане. Размер l 0 , показывающий рас­стояние между кромками отверстий, и будет искомым расстоянием, т. е. l 0 = l. На фиг. 223 приведён пример измерения расстояний между центрами отверстий, расположенных на квадратном фланце.

Для более точного измерения расстояния между центрами следует при­менить штангенциркуль или специальный штихмас.

П p и м e p 2. Определить расстояние между центрами двух отверстий разного диаметра: d = 20 мм и d 1 = 8 мм (фиг. 225).

Расстояние между центрами можно определить при помощи нутромера или линейки. Измеряют расстояние между кромками отверстий l 1 или l 2 . Резуль­таты в обоих случаях будут одинако­выми.

Для первого положения нутромера расстояние между центрами равняется

l = l 1 + (d - d 1)/2 = 36 + (20 - 8)2 = 42 мм.

Для второго положения

l = l 2 - (d - d 1)/2 = 48 - (20 - 8)2 = 42 мм.

П p и м e p 3. Определить диаметр окружности центров отверстий, расположенных на круглом фланце для чётного и нечётного числа отверстий (фиг. 226).

Для того чтобы определить диаметр окружности центров при чётном числе отверстий, надо произвести измерения диаметрально противо­положных отверстий между точками а и b, с и e. Полученные величины

ab = l 1 и се = l 2 надо просуммировать и разделить на число измерений n, т. е.

Что определит средне-

арифметический диаметр цен­тров отверстий. Измере­ние можно производить ли­нейкой, нутромером и для более точных измерений штангенциркулем.

При нечётном числе от­верстий измерения произво­дятся между диаметрально противоположными точками а и b = l 1 с и e = l 2 , f и k = l 3 и т. д.

Суммируя измеренные величины l 1 , l 2 , l 3 и разделив сумму на число

измерений, получим среднеарифметическую величину L=El/n.Радиус окружности центров отверстий определяется из формулы

R = L - (d-d1)/2

R = L - (d - d1)/2

Измерение криволинейных очертаний деталей . Вычерчивание дета­лей с кривыми поверхностями выполняется дугами окружностей или по точкам при помощи лекала.

Пример 1. На фиг. 227 изображена часть детали, представляющей собой тело вращения, очертание которой составлено из дуг окруж­ностей.

На практике радиусы этих дуг можно определить при помощи свинцовой пластинки толщиной 1 -1,5 мм и шириной 8-10 мм. Прикла­дывая пластинку к детали и согнув её по кривой так, как это показано на фиг. 227, накладываем затем

согнутую пластинку на бумагу и очерчиваем карандашом. На полученной кривой находим центры и радиусы сопряжений.

Пример 2 . Сложные очертания плоской части де­тали вычерчиваются по отпе­чатку на бумаге этого очер­тания. Для этого накладывают на деталь кусок бумаги и об­жимают её по контуру кривой так, чтобы на бумаге чётко вырисовалась кривая контура, а затем, так же как и в пре­дыдущем примере, определяют центры и радиусы кривых.

Пример 3. Иногда встречаются такие детали, выявление кривизны очертания которых приведёнными способами встречает затруднения. В таких случаях прибегают к определению координат ряда точек детали.

Например, для того чтобы построить наружное очертание детали (фиг. 220), её устанавливают на разметочную плиту и с помощью рейс­маса проводят на поверхности ряд окружностей, при этом каждый раз измеряют высоту установки острия чертилки и диаметр окружности, очерченной этой чертилкой. Результаты измерения сводятся в таблицу, по данным которой легко можно построить очертание детали.

Предельные измерительные инструменты . Производство машин, как уже отмечалось выше, требует взаимозаменяемости деталей. Поэтому на заводах, изготовляющих такие детали, введён строгий контроль всех размеров. Контроль размеров осуществляется спе­циальными контрольными инструментами: предельными скобами, предельными пробками, конусными калибрами, шаблонами и т. п.

Предельные скобы бывают односторонние (фиг. 228, а) и двусторонние (фиг. 228,б). В двусторонней скобе одна сторона соответствует верхнему предельному размеру диаметра де­тали и является проходной, а дру­гая - непроходная или, как её ещё называют, браковочная, соответ­ствует нижнему предельному раз­меру детали.

Деталь считается годной в том случае, когда проходная сторона скобы при измерении проходит без усилия по диаметру вала, а другая - бра­ковочная сторона - не проходит.

Предельные пробки. Предельные пробки бывают односторонние и двусторонние. Они служат для кон­троля цилиндрических отверстий. В двусторонних проб­ках (фиг. 229) различают проходную и непроходную (браковочную) стороны.

Диаметр проходной стороны (конца) пробки соответствует нижнему предельному размеру отверстия, а браковочной-верхнему предельному размеру измеряемого отверстия. Браковочный конец, в отличие от про­ходного, делают по длине короче.

Деталь считается годной в том случае, когда проходной конец пробки входит в отверстие без усилия, а непроходной не входит.

Конусные калибры. Для проверки конусности изделия, кроме уни­версальных измерительных средств, применяются нормальные и предель­ные калибры. Для проверки наружного конуса применяется конусное кольцо. Проверка нормальным кольцом делается так: проводятся мягким карандашом на поверхности конуса вдоль его оси две риски так, чтобы расстояние между ними было не менее четверти окружности конуса. Затем осторожно вводят конус в конусное кольцо и, слегка повернув несколько раз, вынимают для осмотра. Если обе риски на всём протя­жении будут размазаны, то угол конуса изделия равен углу калибра. Если же риски размазаны лишь на отдельных участках, - угол изделия не совпадает с углом калибра.

Часто нормальные калибры снабжаются срезом (фиг. 230, а). В этом случае на плоскости среза конусного кольца проходят две риски, за пределы которых не должны выходить, например, линии проточки детали.

Чтобы проверить предельным калибром коническое отверстие, на поверхности калибра делают две кольцевые риски (фиг. 230, б). Если отверстие детали имеет одинаковый угол с калибром, то калибр не дол­жен входить дальше второй риски и ближе первой.

Конусные калибры повышенной точности используются для установки плоских регулируемых втулок.

Изделия, имеющие коническую поверхность, как правило, прове­ряются по соответствующим калибрам на краску.

Шаблоны. При помощи шаблонов производится проверка правиль­ности очертаний детали, углов, радиусов и других элементов.

Из каких соображений назначают расстояния между болтами (минимальные или максимальные).

Болты (в том числе высокопрочные) следует размещать в соответствии с табл. 39.

Таблица 39

#G0Характеристика расстояния	Расстояния при размещении болтов
1. Расстояния между центрами болтов в любом направлении: а) минимальное	2,5
б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии	8 или 12
в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:
при растяжении	16 или 24
при сжатии	12 или 18
2. Расстояния от центра болта до края элемента:
а) минимальное вдоль усилия	2
б) то же, поперек усилия:
при обрезных кромках	1,5
при прокатных кромках	1,2
в) максимальное	4 или 8
г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия	1,3
* В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа (3900 кгс/кв.см) минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3 . Обозначения, принятые в табл. 39: - диаметр отверстия для болта; - толщина наиболее тонкого наружного элемента. Примечание. В соединяемых элементах из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/кв.см) 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 *

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 1,5 где - расстояние между рядами поперек усилия, - диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента 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.

2,28Расчет болтов в соединении, работающем на осевую силу (привести расчетную зависимость с объяснением входящих в неё величин),.

Если внешняя сила, действующая на соединение, направлена параллельно продольной оси болтов, то они будут работать на растяжение. При статической работе такого соединения качество отверстий и поверхности болта не играет никакой роли и болты нормальной и повышенной точности работают на растяжение одинаково (их расчетные сопротиво ления равны).

Интересно отметить, что начальные натяжения болтов не сказываются на их несущей способности на растяжение. Объясняется это тем, что начальные напряжения являются напряжениями внутренними, уравновешенными силами сжатия между соединяемыми элементами. Прикладывая внешние силы N к соединяемым элементам, будем постепенно заменять ими силы сжатия между элементами, не нарушая равновесия болт - элемент. При этом плотность соединения нарушена не будет. Тогда, когда внешние силы N начнут превышать внутренние начальные усилия стягивания болта, монолитность соединения нарушится и растягивающее усилие в болте начнет увеличиваться. Таким образом, прочность соединения определяется прочностью материала болтов на растяжение независимо от сил начального натяжения болта.

Таблица 8

Способы обработки соединяемых поверхностей	Коэффициент трения,	Коэффициент,
Пескоструйный или дробеметный двух поверхностей	0,38	1,02
То же, с консервацией металлизацией цинком или алюминием	0,50	1,02
Пескоструйный или дробеметный одной поверхности с консервацией ее эпоксидным клеем с корундовым порошком, другая поверхность очищается стальными щетками, без консервации	0,50	1,02
Газопламенной двух поверхностей	0,42	1,02
Стальными щетками двух поверхностей	0,35	1,06
Без обработки	0,25	1,20

В соединениях, работающих на растяжение, применяются болты из тех же сталей, что и для соединений, работающих на сдвиг, а для фундаментных болтов - в табл. 9. В этих соединениях усилия к болтам часто бывают приложены с эксцентриситетом, что заставляет снижать их расчетные сопротивления.

В фундаментных болтах снижение расчетных сопротивлений материала болтов против номинала объясняется еще и тем, что степень натяжения смежных болтов базы колонны в процессе монтажа колонны может быть различна, а потому в действительности возможна некоторая перегрузка отдельных болтов. Усилие, которое может быть воспринято одним болтом, определяют по формуле:

Аналогично формуле (6.2) необходимое количество болтов в соединении, работающем на действие центрально приложенной растягивающей силы, определяют:

При одновременном действии сил, сдвигающих и растягивающих соединение, прочность его проверяют раздельно на сдвиг по формулам (6.1) - (6.2), а на растяжение по формулам (6.5) и (6.5).

Расчет фундаментных болтов не отличается от расчета обычных болтов и производится по формулам (6.4) и (6.5), однако для должного закрепления болта в фундаменте (определение длины его заделки в бетон) необходимо дополнительно проверить его на вырывание из фундамента.

Центры болтовых отверстий должны располагаться по прямым линиям, параллельным действующему усилию, называемыми рисками. Расстояние a между центрами соседних отверстий вдоль риски называется шагом, расстояние с между соседними рисками – дорожкой.

Болты размещаются в рядовом или шахматном порядке (рис. 10.37) согласно требованиям табл. 10.23, при этом в расчетных соединениях (стыках и узлах) устанавливается минимальный шаг болтов a min. Он определяется из

Рис. 10.37. Размещение болтов:

а – рядовое; б – шахматное

условия прочности основного металла. Этим достигается экономия материала накладок, фасонок и других элементов в соединении. Максимальное расстояние между болтами a max назначается в нерасчетных (связующих) соединениях для уменьшения количества болтов. Оно определяется устойчивостью более тонкого наружного элемента t min при сжатии в промежутках между болтами и плотностью соединения растянутых элементов в целях устранения коррозионной опасности (зависит от диаметра болта d ).

Таблица 10.23

Размещение болтов

Характеристика расстояния	Расстояние
1. Расстояния между центрами болтов в любом направлении: а) минимальное б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков: при растяжении при сжатии	8d или 12t 16d или 24t 12d или 18t
2. Расстояния от центра болта до края элемента: а) минимальное вдоль усилия б) минимальное поперек усилия: при обрезных кромках при прокатных кромках в) максимальное г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия д) то же максимальное	4d или 8t

* В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d .

Обозначения, принятые в таблице:

d – диаметр отверстия для болта;

t – толщина наиболее тонкого наружного элемента

При размещении болтов в шахматном порядке расстояние между их центрами вдоль усилия следует принимать не менее а + 1,5d , где а – расстояние между рядами поперек усилия, d – диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента An определяется с учетом ослабления его отверстиями, расположенными только в одном сечении поперек усилия (не по «зигзагу»).

Под гайки болтов следует устанавливать шайбы. В болтовом соединении на высокопрочных болтах необходимо устанавливать две шайбы – под головку болта и гайку, так как основное назначение шайб заключается в уменьшении трения по торцевой поверхности головки болта или гайки при закручивании. 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).