Размещение болтов в соединении. Из каких соображений назначают расстояния между болтами (минимальные или максимальные) Расстояние от болта до края пластины

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.).

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 местам 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 kf должны быть не более 1,2t, где t - наименьшая толщина соединяемых элементов;

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

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

г) расчетная длина флангового шва должна быть не более 85?fkf (?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, примыкающий 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 I1, I2, II2 и II3, 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, 13.12*, 13.26 и конструкций группы 4 допускается применять односторонние угловые швы, катеты которых kf - 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 I1, I2, II2 и II3.

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/см2).

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/см2), 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.

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 a - расстояние между рядами поперек усилия, d - диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента Аn 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).

2.2.3.1. Минимальное расстояние по срединной линии между центрами двух соседних отверстий не должно быть менее 1,4 полусуммы диаметров этих отверстий (рис. 3 ). Контроль указанного расстояния допускается проводить путем измерения расстояний по наружной и внутренней поверхностям с последующим пересчетом.

2.2.3.2. Расстояние по внутренней поверхности от кромки отверстия в сферических, эллиптических, торо-сферических и тарельчатых крышках и днищах до их цилиндрической части, измеренное по проекции, должно быть не менее 0,1 внутреннего диаметра цилиндрической части (рис.4 ).

2.2.3.3. Расстояние между центром отверстия под болт или шпильку во фланцах, крышках или нажимных кольцах и их кромкой (внутренней или наружной) должно быть не менее 0,85 диаметра отверстия (рис. 5 ). Указанное требование не распространяется на фланцы с откидными болтами.

2.2.3.4. В случае технической необходимости, определяемой конструкторской (проектной) организацией, допускаются отступления от требований п. 2.2.1 - 2.2.3 при условии выполнения расчета на прочность в полном объеме, требуемом "Нормами расчета на прочность", или проведения соответствующих экспериментальных исследований.

Рис. 5. Расположение отверстий под шпильки (а ) и болты (б )(l 2 ≥ 0,85d )

2.2.4. Разъемные соединения

С целью повышения сопротивления циклической повреждаемости крепежных деталей рекомендуется использовать положения, изложенные в Приложении 14 .

2.3. Трубопров оды

2.3.1. Соединение деталей и сборочных единиц трубопроводов между собой и присоединение трубопроводов к оборудованию должно производиться сваркой. Допускается использование разъемных фланцевых соединений трубопроводов (включая резьбовые соединения с уплотнением шар по конусу), если их необходимость определяется требованиями обслуживания оборудования или трубопроводов.

2.3.2. Компенсация тепловых расширений трубопроводов может осуществляться как за счет их самокомпенсации, так и с помощью специальных компенсаторов. Применение линзовых компенсаторов допускается только для трубопроводов, работающих при рабочем давлении до 2,45 МПа (24 кгс/см 2).

2.3.3. Средний радиус кривизны колен (гнутых отводов) трубопроводов должен составлять:

1) при изготовлении методом холодной гибки - не менее 3,5 номинального наружного диаметра колена (нормально изогнутые колена);

2) при изготовлении методами горячего деформирования с применением гибки, протяжки, штамповки, осадки, а также для штампо-сварных колен - не менее номинального наружного диаметра колена (крутоизогнутые колена, если средний радиус их кривизны менее 3,5 номинального наружного диаметра колена).

Рис. 6. Схема секторного отвода

Номинальный наружный диаметр принимается равным его значению на концах колена (в местах присоединения колена к другим деталям трубопроводов).

2.3.4. Допускается применение штампосварных колен, изготовленных из двух заготовок, сваренных двумя продольными швами или кольцевым швом, при соблюдении требований п. 2.3.3 .

2.3.5. Применение сварных секторных отводов, сварных тройников и переходов допускается для трубопроводов группы В с рабочим давлением до 1,57 МПа (16 кгс/см 2) и расчетной температурой до 100 °С, а также для трубопроводов группы С с рабочим давлением до 3,9 МПа (40кгс/см 2) и расчетной температурой до 350°С.

В сварных секторных отводах угол q должен быть не более 15°, расстояние l - не менее 100 мм (рис. 6 ).

2.3.6. Расположение отверстий на прямых участках трубопроводов должно удовлетворять требованиям п. 2.2.3 . Расположение отверстий на криволинейных участках колен не допускается, за исключением отверстий диаметром, не более 0,1 номинального наружного диаметра колена, но не более 20 мм для приварки штуцеров, труб и бобышек систем контрольно-измерительных устройств в количестве, не более одного отверстия на колено.

2.3.7. В нижних точках каждого отключаемого задвижками участка трубопровода, не имеющего естественного стока за счет уклона, следует предусматривать устройства для дренажа трубопровода. Для трубопроводов с номинальным наружным диаметром до 89 мм, изготовленных из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, указанное требование не является обязательным.

Устройство дренажей должно обеспечивать возможность проверки исправности их состояния.

2.3.8. В верхних точках трубопроводов (при отсутствии возможности удаления воздуха через оборудование) для отвода воздуха должны устанавливаться воздушники. На трубопроводах, работающих под вакуумом, воздушники допускается не устанавливать при наличии возможности удаления воздуха при гидравлических испытаниях другим способом.

2.3.9. На дренажных трубопроводах и линиях воздушников контуров с радиоактивным теплоносителем должны устанавливаться два запорных органа, причем для воздушников допускается устанавливать один дроссельный и один запорный орган.

Допускается объединение линий отвода воздуха и линий дренажа в общий трубопровод после первых запорных органов с установкой на нем общего запорного органа. Линии отвода воздуха из неотключаемых друг от друга участков оборудования или трубопроводов допускается объединять после дроссельных вентилей.

2.3.10. Все участки паропроводов, которые могут быть отключены запорными органами, для возможности прогрева и продувки должны быть снабжены в концевых точках штуцером с вентилем, а при рабочем давлении свыше 2,15 МПа (22 кгс/см 2) и на паропроводах систем группы В независимо от давления - штуцером и двумя последовательно расположенными вентилями - запорным и дроссельным. В случае прогрева участка паропровода в двух направлениях должна быть предусмотрена продувка с каждого конца участка.

2.3.11. Горизонтальные участки трубопроводов должны иметь уклон не менее 0,004 в сторону организованного дренажа. Для паропроводов указанный уклон должен сохраняться при температуре, равной температуре насыщения пара при рабочем давлении.

На горизонтальных участках трубопроводов с номинальным наружным диаметром до 60 мм из коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, работающих в контакте с водой, пароводяной смесью и паром, допускается отсутствие уклона при условии обеспечения возможности промывки трубопроводов. На горизонтальных участках трубопроводов с номинальным наружным диаметром более 60 мм из сталей того же структурного класса или из плакированных сталей перлитного класса, работающих в контакте с указанными средами, допускается отсутствие уклона, если отношение длины этих участков к номинальному внутреннему диаметру трубопровода не превышает 25.

2.3.12. Для паропроводов насыщенного пара и для тупиковых участков паропроводов перегретого пара должен обеспечиваться непрерывный отвод конденсата.

Сварные соединения

2.4.1. Общие требования

2.4.1.1. Сварка и наплавка должны проводиться в соответствии с требованиями и указаниями ОП.

2.4.1.2. Стыковые сварные соединения должны выполняться с полным проплавлением.

Примечание. Сварные соединения с остающимися стальными подкладками (в том числе с подкладными кольцами) считаются сварными соединениями с полным проплавлением.

2.4.1.3. Угловые сварные соединения с конструкционным зазором допускается применять при их расположении в зонах, не подверженных воздействию внешних силовых изгибающих нагрузок (например, при вварке труб в трубные доски, при приварке технологических каналов к стоякам, защитных антикоррозионных рубашек и измерительных устройств к корпусам и др.), а также при наличии специальных креплений, опор, связок или других конструкторских решений, разгружающих сварные соединения от указанных нагрузок.

Рис. 7. Труба, изготовленная из двух секторов:

а - а ≥ 90 °- допускается; б - а < 90 ° - не допускается

2.4.1.4. Тавровые сварные соединения с конструкционным зазором допускается применять для приварки опор и вспомогательных деталей (подвесок, скоб, ребер жесткости) к оборудованию и трубопроводам, а также направляющих ребер в арматуре (последнее только при расчетном давлении не выше 4,9 МПа (50 кгс/см 2)).

2.4.1.5. Применение нахлесточных сварных соединений допускается при приварке к оборудованию и трубопроводам укрепляющих накладок, опорных плит, подкладных листов, пластин, планок под площадки, лестницы, кронштейны, мембраны и т.п. Привариваемые изнутри корпусов оборудования кольца, укрепляющие отверстия люков, штуцеров и т.п., должны иметь сигнальные отверстия для контроля герметичности.

2.4.1.6. В стыковых сварных соединениях элементов с различной номинальной толщиной стенки должен быть обеспечен плавный переход от одного элемента к другому. Конкретные формы указанного перехода должны устанавливаться конструкторской (проектной) организацией исходя из требований расчета на прочность и необходимости обеспечения контроля сварных соединений всеми предусмотренными методами.

2.4.2. Расположение сварных соединений

2.4.2.1. Изготовление сварных труб и обечаек с номинальным наружным диаметром до 920 мм с продольными швами из трех и более секторов не допускается. При изготовлении труб и обечаек из двух секторов центральный угол малого сектора а должен быть не менее 90 (рис. 7 ).

Рис. 8. Расположение сварных швов в нижней части оборудования и трубопроводов:

Допускается изготовление сварных труб и обечаек с номинальным наружным диаметром более 920 мм из трех секторов; при этом центральный угол каждого сектора должен быть не менее 90°.

2.4.2.2. Продольные сварные соединения корпусов оборудования, предназначенного для работы в горизонтальном положении, не следует располагать в пределах нижнего центрального угла, равного 140° (рис. 8 ), за исключением случаев, когда обеспечена доступность указанных соединений для осмотра и контроля и процессе эксплуатации.

2.4.2.3. Сварные соединения должны располагаться, как правило, вне опор.

Расположение опор над (под) сварными соединениями допускается при одновременном соблюдении следующих условий:

1) конструкция и размещение опоры обеспечивают возможность контроля сварного соединения под опорой в процессе эксплуатации (рис. 9 );

2) при изготовлении или монтаже оборудования выполненное сварное соединение подвергается сплошному ультразвуковому или радиографическому контролю, а участок сварного соединения, расположенный под опорой, кроме того, подвергается магнитопорошковому или капиллярному контролю.

Во всех случаях не допускается перекрывать опорами зоны пересечения и сопряжения сварных соединений.

2.4.2.4. Наличие сварных швов на участках труб, подлежащих гибке, как правило, не допускается.

2.4.2.5. В пределах криволинейного участка сварных колен допускается только одно поперечное кольцевое соединение.

Штампосварные колена должны удовлетворять следующим требованиям:

1) номинальный наружный диаметр колена должен быть больше 100 мм, а средний радиус его кривизны должен соответствовать нормам, приведенным в п. 2.3.3 ;

Рис. 9. Расположение опор в зоне сварных швов:

а - допускаемое; б - недопускаемое

Рис. 10. Расположение сварных швов в секторных отводах (l ³ 100 мм)

2) все сварные соединения колена должны быть подвергнуты сплошному неразрушающему контролю методами, предусмотренными для сварных соединений соответствующей категории;

3) на коленах с продольными сварными соединениями в пределах криволинейного участка не допускается наличие поперечных кольцевых сварных соединений.

2.4.2.6. В секторных отводах, изготовленных из сварных труб, расстояние между сопряжениями поперечного кольцевого шва отвода с продольными или спиральными швами соединяемых секторов или труб должно быть не менее 100 мм (рис. 10 ). Указанное расстояние измеряется между точками сопряжения осей соответствующих швов.

2.4.2.7. Расположение поперечных сварных соединений на кольцевых коллекторах и спирально изогнутых трубах поверхностей теплообмена допускается при условии сплошного радиографического или ультразвукового контроля указанных соединений.

В случае недоступности поперечных сварных соединений спирально изогнутых труб поверхностей теплообмена для сплошного контроля после окончания их изготовления допускается выполнение сварных соединений и проведение указанного контроля до гибки труб.

2.4.3. Расстояния между сварными швами

2.4.3.1 . В поперечных стыковых сварных соединениях деталей (сборочных единиц) с продольными сварными соединениями совмещение осей продольных швов двух соседних деталей не допускается. Оси указанных швов должны быть смещены относительно друг друга на расстояние, составляющее не менее трехкратной номинальной толщины более толстостенной из соединяемых деталей, но не менее, чем на 100 мм (последнее условие не распространяется на сварные соединения деталей с номинальным наружным диаметром менее 100 мм).

Для цилиндрических деталей (сборочных единиц) с продольными швами, выполненными автоматической сваркой, допускается уменьшение указанного расстояния (в том числе расположение продольных швов соединяемых деталей по одной оси) при условии радиографического и ультразвукового, а также капиллярного или магнитопорошкового контроля участков сопряжения или пересечения продольных и поперечных сварных соединений (ультразвуковой контроль сварных соединений деталей из сталей аустенитного класса не является обязательным).

2.4.3.2. При сварке днищ или крышек из нескольких деталей (листов) с расположением сварных швов по хорде расстояние от внешнего края шва до параллельного хорде диаметра днища или крышки должно быть не менее 0,2 номинального внутреннего диаметра днища или крышки (рис. 11 ).

Расстояние между внешним краем кругового сварного шва на днищах и крышках (за исключением сферических и тарельчатых) и центром днища или крышки должно быть не более 0,25 номинального внутреннего диаметра днища или крышки, а минимальное расстояние между краями двух соседних радиальных или меридиональных сварных швов должно быть не менее трех номинальных толщин днища или крышки, но не менее 100 мм (рис. 12 ). При этом требование по расположению кругового шва не распространяется на швы приварки крышек и днищ к фланцам и обечайкам.

2.4.3.3. Расстояние С между краем углового сварного шва приварки штуцера, люка, трубы или других цилиндрических полых деталей и краем ближайшего стыкового сварного шва оборудования или трубопровода должно быть одновременно не меньше трехкратной расчетной высоты углового шва h и трехкратной номинальной толщины стенки привариваемой детали (рис. 13 ).

2.4.3.4. Расстояние l между краем стыкового сварного шва оборудования или трубопровода и центром ближайшего к нему отверстия должно быть не менее 0,9 диаметра отверстия при одновременном соблюдении требований п. 2.4.3.3 (см. рис. 13 ).

2.4.3.5. Допускается уменьшение указанных в п. 2.4.3.3 и 2.4.3.4 расстояний (в том числе расположение отверстий в стыковом сварном шве) при одновременном соблюдении следующих требований:

1) сверление отверстий должно быть произведено после термической обработки (если таковая предусмотрена) стыкового сварного соединения и его сплошного неразрушающего контроля методами, предусмотренными для сварных соединений соответствующей категории; сверление отверстий допускается производить до термической обработки стыкового сварного соединения, если после приварки патрубков (штуцеров) и выполнения термической обработки производится расточка (рассверловка) отверстия с удалением корневой части шва; в этом случае термическую обработку стыковых сварных соединений, в которых выполнены отверстия для приварки патрубков, допускается совмещать с термической обработкой (если таковая предусмотрена) угловых сварных соединений приварки патрубков;

Рис. 13. Расположение сварных швов приварки патрубков:

C ³ 3h ; C ³ 3S 1 ; l ³ 0,9d ; b ³ 3h 2 ; b ³ 3S 2 (S 2 > S 1 , h 2 > h 1)

2) предел текучести металла шва стыкового сварного соединения при расчетной температуре должен быть не ниже предела текучести основного металла (пределы текучести принимаются по стандартам или техническим условиям на материалы и (или) таблицам Норм расчета на прочность и ПК; при отсутствии таких сведений в указанной документации допускается использовать сертификатные данные); это требование не является обязательным в случае приварки патрубков (штуцеров) и труб без развальцовки, если напряжения в стыковом сварном соединении оборудования или трубопровода не превышают пределы текучести металла шва и основного металла при расчетной температуре;

3) внутренняя поверхность отверстий должна быть подвергнута капиллярному или магнитопорошковому контролю.

Указанные требования должны быть оговорены в конструкторской документации на изделие.

2.4.3.6. Расстояние между осями соседних поперечных стыковых сварных швов на цилиндрических и конических изделиях должно быть не менее трехкратной номинальной толщины стенки сваренных деталей (по большей толщине), но не менее 100 мм для изделий, имеющих в зоне сварных соединений номинальный наружный диаметр свыше 100 мм, и не менее указанного диаметра при его значении до 100 мм включительно. Указанное требование не распространяется на сварные швы приварки трубопроводов кпатрубкам оборудования и арматуры, если указанные патрубки подвергались термической обработке в составе оборудования и арматуры, а также на сварные швы приварки трубных досок и элементов типа колец, имеющих толщину более, чем в два раза превышающую толщину отбортовки под сварку.

2.4.3.7. Расстояние от края сварного шва штуцера до края ближайшего поперечного сварного шва трубы при приварке штуцеров к камерам измерительных диафрагм должно быть одновременно не менее трех толщин стенки привариваемого штуцера и трехкратной расчетной высоты углового шва. Допускается размещение штуцеров с наружным диаметром до 30 мм в зоне термического влияния кольцевых швов измерительных устройств с соплами и диафрагмами.

2.4.3.8. Расстояние в между краями ближайших угловых швов приварки патрубков (штуцеров) или труб к оборудованию или трубопроводам должно быть не менее трех расчетных высот углового шва или трех номинальных толщин стенок привариваемых патрубков или труб (см. рис. 13 ). При различных значениях указанных высот или толщин следует принимать их большее значение. Требования настоящего пункта не распространяются на вварку труб в трубные доски (решетки) и коллекторы, трубные доски технологических каналов, каналов СУЗ и других каналов.

2.4.3.9. При приварке не нагружаемых давлением плоских деталей к поверхностям оборудования и трубопроводов расстояние между краем углового шва приварки этих деталей и краем ближайшего стыкового шва оборудования или трубопровода а ,а также между краями угловых швов ближайших привариваемых деталей в должно быть не менее трех расчетных высот угловых швов (рис. 14 ).

Рис. 14. Расположение сварных швов приварки деталей к поверхностям оборудования и трубопроводов

Расстояние в определяется по наибольшей расчетной высоте углового шва (при различных ее значениях).

При приварке внутрикорпусных (внекорпусных) деталей и устройств допускается пересечение стыковых швов оборудования угловыми швами с расчетной высотой не более 0,5 номинальной толщины стенки корпуса, но не более 10 мм.

2.4.3.10. Расстояние между краем шва стыкового сварного соединения трубопровода с патрубком (штуцером) оборудования и краем шва ближайшего стыкового сварного соединения на трубопроводе должно быть не менее 100 мм для трубопроводов с номинальным наружным диаметром свыше 100 мм и не менее номинального наружного диаметра для трубопроводов меньшего диаметра (рис. 15 ).

Рис. 15. Расположение сварных швов при приварке трубопровода к патрубку (при D 0 > 100 мм l > 100 мм; при D 0 £ 100 мм l >D 0)

Таблица 2

2.4.3.11. В подлежащих местной термической обработке стыковых сварных соединениях цилиндрических деталей длина свободного прямого участка в каждую сторону от оси шва (или от осей крайних швов при одновременной местной термической обработке группы сварных соединений) должна быть не менее значения, определяемого по формуле:

где L - длина свободного прямого участка; D И - номинальный наружный диаметр соединяемых деталей; S И - номинальная толщина соединяемых деталей.

При этом длина указанных участков должна быть не менее номинального наружного диаметра сваренных деталей при его значениях до 100 мм включительно и не менее 100 мм при значениях диаметра более 100 мм.

Примечание. Свободным прямым участком считается участок (с наклоном не более 15°) от оси шва до края ближайшей приварной детали, начала гиба, края соседнего поперечного сварного шва и т.д.

2.4.3.12. В подлежащих ультразвуковому контролю стыковых сварных соединениях длина свободного прямого участка в каждую сторону от оси шва должна быть не менее указанной в табл. 2 .

2.4.3.13 . Расстояние от края стыкового сварного шва до начала криволинейного участка гиба па трубопроводах с номинальным наружным диаметром 100 мм и более должно быть не менее 100 мм, а для трубопроводов с номинальным наружным диаметром до 100 мм - не менее номинального наружного диаметра трубы (рис. 16 ).

Для штампованных, кованых и штампосварных колен (отводов), гнутых труб поверхностей теплообмена и крутоизогнутых колен допускается уменьшение прямого участка колена (отвода), а также расположение поперечного сварного шва на границе прямого и криволинейного участков.

2.4.3.14. При приварке к оборудованию или трубопроводам деталей (сборочных единиц), прямые участки которых имеют ограниченную длину или отсутствуют (тройники, арматура, крутоизогнутые колена, штампованные и штампосварные переходы и т.п.), требования п. 2.4.3.1 -2.4.3.13 не являются обязательными при условии обеспечения возможности проведения местной термической обработки или (и) ультразвукового контроля сварных соединений. При этом возможность выполнения указанного условия должна быть подтверждена предприятием-изготовителем (монтажной организацией) в процессе разработки чертежей изделий конструкторской организацией.

Рис. 16. Расположение сварных швов при приварке колена к трубе (при D H > 100 мм l ³100 мм; при D H £ 100 мм l ³ D H

Рис. 17 . Вварка штуцеров в трубопроводы со спиральными швами:

а - не допускается; б - допускается; 1,2 - угловые точки пересечения образующих штуцера и трубопроводов (а ³100 мм)

2.4.3.15. При вварке патрубков (штуцеров) в трубопроводы из труб с продольными или спиральными швами не допускается выход сварных швов труб в угловые (верхние и нижние) точки пересечения образующих трубы и штуцера. Измеряемое на наружной поверхности минимальное расстояние от указанных точек до осей сварных швов труб должно быть не менее 100 мм (рис. 17 ).

При приварке накладок под опоры и подвески к трубопроводам из труб со спиральными швами минимальное расстояние между краем углового шва приварки накладки и краем стыкового спирального шва трубы должно быть не менее трех номинальных толщин стенки трубы.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ И ТРУБОПРОВОДАМ АЭУ С РЕАКТОРАМИ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ

2.5.1. На оборудование и трубопроводы АЭУ с реакторами на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем распространяются все требования п. 2.1 - 2.4 , а также требования, изложенные в настоящем пункте.

2.5.2. Корпус реактора и примыкающие к нему трубопроводы первого контура с жидкометаллическим теплоносителем должны быть заключены в страховочные корпуса (кожухи) до максимально возможного уровня теплоносителя (с учетом повышения уровня при эксплуатации) в корпусе реактора.

На трубопроводах страховочные кожухи следует выполнять до запорной (отсечной) арматуры включительно.

Угловые сварные швы приварки страховочных корпусов (кожухов) к оборудованию и трубопроводам допускается выполнять с конструкционным зазором.

Необходимость установки страховочных кожухов за первой запорной арматурой, дополнительной арматуры и т.п. определяется конструкторской организацией в соответствии с требованиями ОПБ-88 .

Присоединение вспомогательных трубопроводов к корпусу реактора, а также устройство люков в страховочном корпусе в пределах зоны (по высоте), заполненной жидкометаллическим теплоносителем ниже уровня, при котором происходит нарушение циркуляции теплоносителя первого контура, не допускается.

Присоединение патрубков вспомогательных трубопроводов к страховочному корпусу ниже уровня теплоносителя по первому контуру допускается при условии их демонтажа и глушения патрубков на страховочном корпусе после заполнения реактора теплоносителем.

2.5.4. Устройство люков в пределах зоны, заполняемой жидкометаллическим теплоносителем до максимально возможного уровня, не допускается.

2.5.5. Приварка трубопроводов с номинальным наружным диаметром более 300 мм к корпусу реактора или страховочному корпусу должна выполняться стыковым сварным швом к отбортованной части корпуса.

2.5.6. При изготовлении страховочных корпусов (кожухов) допускается применение секторных отводов и сварных переходов.

2.5.7. При проектировании оборудования с жидкометаллическим теплоносителем должны предусматриваться меры по поддержанию температуры теплоносителя выше температуры его затвердевания (для натрия рекомендуется минимальная температура разогрева, равная 200 °С). С этой целью все оборудование и трубопроводы, постоянно или периодически заполняемые жидкометаллическим теплоносителем или его парами, должны оснащаться системой электрического или газового обогрева и приборами для контроля и регулирования температуры. Системы электрического обогрева и температурного контроля оборудования и трубопроводов первого контура должны иметь необходимое резервирование.

2.5.8. Оборудование и трубопроводы с жидкометаллическим теплоносителем должны иметь системы контроля утечек теплоносителя и контроля герметичности страховочных корпусов (кожухов), как правило, со 100%-ным резервированием.

2.5.9. Системы обогрева оборудования и трубопроводов, в которых жидкометаллический теплоноситель может охлаждаться ниже температуры плавления ("замораживаться"), должны обеспечивать возможность их последовательного разогрева, начиная от объемов со свободной поверхностью теплоносителя.

2.5.10. Коммуникации, заполненные жидкометаллическим теплоносителем, которые могут быть отсечены от объема со свободной поверхностью указанного теплоносителя, должны иметь устройства, предохраняющие их от повышения давления выше расчетного значения.

2.5.11. В оборудовании и трубопроводах должна быть предусмотрена возможность дренирования жидкометаллического теплоносителя за исключением оборудования, для которого в связи с функциональным назначением или требованиями безопасности такое дренирование нецелесообразно (например, холодные фильтры-ловушки очистки теплоносителя первого и второго контуров, промежуточные теплообменники).

2.5.12. Конструкция насосов, приводов СУЗ, арматуры и других устройств должна исключать возможность попадания масла, воды и других веществ из систем охлаждения и смазки в теплоноситель (полностью или сверх установленных в проекте пределов).

2.5.13. На всех трубопроводах сдувки (сброса) газа из полостей с жидкометаллическим теплоносителем (сдувочных, вакуумно-отборных) должны устанавливаться ловушки паров жидкого металла.

МАТЕРИАЛЫ

3.1. Общие требования

3.1.1. Материалы для изготовления оборудования и трубопроводов должны выбираться с учетом требуемых физико-механических характеристик, технологичности, свариваемости и работоспособности в условиях эксплуатации в течение срока службы.

3.1.2. Для изготовления, монтажа и ремонта оборудования и трубопроводов следует применять основные материалы, приведенные в обязательном Приложении 9 . Допускается применение плакированных и наплавленных основных материалов, если материалы основного и плакирующего слоев указаны в Приложении 9 , а наплавочные материалы - в ОП.

3.1.3. Качество и свойства основных материалов (полуфабрикатов и заготовок) должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и должны быть подтверждены сертификатами заводов-поставщиков.

3.1.4. Данные сертификатов должны подтверждать соответствие поставляемых основных материалов требованиям стандартов или технических условий на конкретные полуфабрикаты и заготовки. При неполноте сертификатных данных применение материалов допускается только после проведения предприятием-изготовителем оборудования и трубопроводов необходимых испытаний и исследований, подтверждающих полное соответствие материалов требованиям стандартов или технических условий.

3.1.5. Предприятие-изготовитель оборудования и трубопроводов должно осуществлять входной контроль качества поступающих основных материалов по номенклатуре и в объеме, устанавливаемыми техническими условиями на изделие. Оценка качества материалов проводится в соответствии с требованиями стандартов и технических условий на конкретные полуфабрикаты и заготовки.

3.1.6. Методы и объем контроля основных материалов должны определяться на основании стандартов и технических условий конструкторской (проектной) организацией, указываться в конструкторской документации и согласовываться с предприятием-изготовителем (монтажной организацией). Для головного объекта (проекта первой АЭУ с реактором данного типа) методы и объемы контроля основных материалов должны согласовываться также с головной материаловедческой организацией.

3.1.7. Для сварки и наплавки оборудования и трубопроводов следует применять сварочные и наплавочные материалы, допущенные ОП. Входной контроль сварочных и наплавочных материалов должен проводиться согласно требованиям и указаниям ПК.

Полуфабрикаты

3.2.1. Качество полуфабрикатов должно удовлетворять требованиям стандартов и (или) технических условий.

3.2.2. При составлении технических условий на полуфабрикаты для оборудования и трубопроводов групп А и В рекомендуется включать в них требования, изложенные в рекомендуемом Приложении 10 .

Применение труб с продольными или спиральными швами, а также кованосверленых, центробежнолитых, биметаллических и других труб, изготавливаемых по специальной технологии, разрешается только при их поставке по стандартам или техническим условиям, разрешенным к применению Госатомнадзором России.

Для труб с продольными или спиральными швами должен быть предусмотрен сплошной ультразвуковой или радиографический контроль сварных соединений независимо от категории сварных соединений подлежащих изготовлению (монтажу) трубопроводов. Остальные требования должны быть не ниже установленных для бесшовных труб того же сортамента из стали той же марки и для сварных соединений соответствующей категории.

Требование настоящего пункта в части согласования стандартов и технических условий с Госатомнадзором России не распространяется на трубы, изготавливаемые из штампованных полуобечаек.

(Измененная редакция. Изм. № 1).

3.2.4. Плакированные и наплавленные листы должны подвергаться ультразвуковому контролю или контролю другими методами, обеспечивавшими выявление отслоений плакирующего (наплавленного) слоя от основного слоя металла. При этом нормы оценки качества устанавливаются стандартами или техническими условиями на плакированные или наплавленные листы.

3.2.5. Качество литых полуфабрикатов, используемых для изготовления крышек и корпусных деталей оборудования, должно удовлетворять требованиям "Правил контроля стальных отливок для атомных энергетических установок".

Крепежные детали

3.3.1. Материалы крепежных деталей должны удовлетворять требованиям стандартов, указанных в обязательном Приложении 9 .

3.3.2. Крепежные детали (болты, шпильки, гайки) для соединения фланцев, узлов уплотнения разъемов и присоединения крышек, как правило, должны изготавливаться из сталей того же структурного класса, что и соединяемые элементы.

Допускается применение крепежных деталей из материалов различных структурных классов в следующих случаях:

1) если расчетная температура эксплуатации крепежных, деталей не превышает 50 °С;

2) во всех других случаях, когда работоспособность соединения подтверждена расчетом или экспериментально.

Новые материалы

3.4.1. К новым материалам относятся:

1) основные материалы, не приведенные в Приложении 9 настоящих Правил;

2) основные материалы, приведенные в Приложении 9 , в случае их применения при температурах, превышающих максимально допустимые по указанному приложению;

3) сварочные и наплавочные материалы (покрытые электроды, сварочные и наплавочные проволоки и ленты, флюсы и защитные газы), не предусмотренные ОП для сварки (наплавки) деталей из сталей (сплавов) соответствующих марок (сочетаний марок) применительно к конкретным способам сварки (наплавки).

3.4.2. Основные материалы, марки которых приведены в Приложении 9 , выплавляемые методами, не предусмотренными указанными в приложении стандартами и техническими условиями (в том числе вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом), к новым материалам не относятся.

3.4.3. Для включения в настоящие Правила или ОП новых материалов министерство (ведомство) или эксплуатирующая организация, заинтересованные в применении новых материалов, должны обратиться с соответствующим предложением в Госатомнадзор России, приложив к нему отчет, содержащий данные испытаний и исследований новых материалов, а также стандарты или технические условия на полуфабрикаты и сварочные (наплавочные) материалы.

Элементы в узле допускается крепить одним болтом.
Болты, имеющие по длине ненарезанной части участки с различными диаметрами, не допускается применять в соединениях, в которых эти болты работают на срез.
Под гайки болтов следует устанавливать круглые шайбы по ГОСТ 11371-78*. Каждый болт устанавливается в соединение с двумя круглыми шайбами (одна ставится под головку болта, другая под гайку). (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.8).

Образование отверстий

Образование отверстий следует производить продавливанием или сверлением (См. СП53-101-98 "Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций п.8.2).

Отверстия во фланцах следует выполнять сверлением (См. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций п.6.6).

Образование отверстий в расчетных соединениях работающих на срез и смятие с болтами классов прочности 5.8, 8.8, 10.9 следует предусматривать сверлением в кондукторах. В нерасчетных соединениях допускается продавливание отверстий (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций стр18-19).

Диаметр отверстия под болты

Диаметр рассверленных отверстий не должен превышать диаметр болта более чем на 3мм. (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.6)

Закрепление болтов от развинчивания

Решения по предупреждению самоотвинчивания гаек - постановка пружинных шайб (ГОСТ 6402), контргаек или других способов закрепления гаек от самоотвинчивания - должны быть указаны в рабочих чертежах марки КМ.Применение пружинных шайб не допускается при овальных отверстиях, при разности номинальных диаметров отверстия и болта более 3 мм, при совместной установке с круглой шайбой (ГОСТ 11371), а также в соединениях на болтах, работающих на растяжение . Запрещается стопорение гаек путем забивки резьбы болта или приварки гаек к стержню болта. (См. СП70.13330-2012 п.4.5.5)

Гайки высокопрочных болтов и болтов класса прочности 10.9, затанутых на усилие свыше 50 процентов от расчетного предела прочности ничем дополнительно не закрепляются. Гайки болтов без контролируемого натяжения закрепляются постановкой разрезных шайб или контргаек. В соединениях на болтах, работающих на растяжение, устанавливаются только контгайки.Установка пружинных шайб не рекомендуется. (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.9)

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. (См. СНиП II-23-81* п.12.18)

Выступающая часть болта над гайкой

Длины болтов во фрикционных и фланцевых соединениях назначают в зависимости от суммарной толщины собираемых деталей. При этом, выступающая за пределы гайки резьба должна иметь не менее одного витка с полным профилем. В соединениях без контролируемого натяжения болтов, работающих на срез и смятие, длину болтов подбирают таким образом, что бы резьба отстояла от ближайшей плоскости среза не менее, чем на 5 мм. (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.16).

Гайки и головки болтов, в том числе фундаментных, после затяжки должны плотно (без зазоров) соприкасаться с плоскостями шайб или элементов конструкций, а резьба болтов выступать из гаек не менее чем на один виток с полным профилем.(СП70.13330 п.4.5.7).

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

* В соединяемых элементах из стали С235, С245, и С255 минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d.
Обозначения, принятые в табл. 39:
d - диаметр отверстия для болта;
t - толщина наиболее тонкого наружного элемента.
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 a - расстояние между рядами поперек усилия, d - диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента Аn 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.

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

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

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

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

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

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.

Работа на сдвиг является основным видом работы болтовых со-единений. При этом обычные болты (грубой, нормальной и повы-шенной точности) работают на срез, а стенки отверстий в соединя-емых элементах — на смятие (рисунки ниже).

Болты 1 и 2-й групп при сплачивании работают на срез и смя-тие. Распределение продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, между болтами принимается равномерным. Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом из условия прочности срезу, определяется по формуле

N b = R bs A b n s γ b ;

расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом на смятие:

N = R bp γ b d∑t;

при действии внешней силы, направленной параллельно продоль-ной оси болтов их работа происходит на растяжение (рисунок ниже). Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом при работе на растяжение:

Схема работы обычных болтов

а — односрсзнос соединение; 6 — двухсрсзнос соединение; в — на растяжение; 1 — плоскость среза; 2 — смятие стенок отверстий

В формулах ниже R bs , R bp , R bt — расчетные сопротивле-ния болтовых соединений срезу, смятию и растяжению (приведены в таблице); d— наружный диаметр болта; А = πd 2 / 4 — рас-четная площадь сечения стержня болта; А Ьn — площадь сечения бол-та нетто (по резьбе), таблица ниже; ∑t — наименьшая суммарная тол-щина элементов, сминаемых в одном направлении; n s — число рас-четных срезов одного болта; γ b — коэффициент условий работы соединений, принимаемый по таблице СНиП, для болтов грубой и нор-мальной точности в многоболтовом соединении γ b = 0,9, для болтов повышенной точности γ b = 1,0.

Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов

Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами

Площади сечения болтов

* Болты указанных диаметров применять не рекомендуется

Необходимое количество n болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле:

n ≥ N / γ c N bmin

где N bmin — меньшее из значений расчетных усилий для одного бол-та, вычисленных на смятие, срез, растяжение по формулам ниже; γ c — коэффициент условий работы.

Решающее значение в работе соединения на высокопрочных болтах имеют сила натяжения болта и качество поверхностей тре-ния.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой по-верхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высо-копрочным болтом (рисунок ниже), определяют по формуле

Q bn = R bn γ b A bn μ / γ h

где R bh = 0,7R bun — расчетное сопротивление растяжению высоко-прочного болта (R bun — наименьшее временное сопротивление ма-териала болта, таблице ниже); γ b — коэффициент условий работы соеди-нения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприя-тия расчетного усилия, и принимаемый равным: 0,8 при n < 5; 0,9 при 5 ≤ n < 10; 1,0 при n ≥ 10; А bn —площадь сечения болта нетто по таблице ниже; μ — коэффициент трения, зависящий от характера обра-ботки поверхностей соединяемых элементов, принимаемый по таблице ниже; γ h — коэффициент надежности, зависящий от вида нагрузки (статическая или динамическая), способа регулирования натяжения болтов и разности номинальных диаметров отверстий и болтов, при-нимаемый по таблице ниже.

Схема работы соединения на высокопрочных болтах

Количество высокопрочных болтов в соединении при действии продольного усилия определяют по формуле:

n ≥ N / Q bh γ c k

где k — количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Натяжение высокопрочных болтов производят осевым усили-ем Р = R bh A bn (рисунок ниже).

Количество болтов по одну сторону стыка в рабочем элементе конструкции принимается, как правило, не менее двух. В стыках и узлах прикреплений (для экономии материала накладок) расстоя-ние между болтами должно быть минимальным. В слабоработающих (связующих, конструктивных) соединениях расстояние долж-но быть максимальным, чтобы уменьшить число болтов.

Механические свойства высокопрочных болтов

Коэффициенты трения и надежности для соединений на высокопрочных болтах

Примечание. М— регулирование натяжения по моменту закручивания; а — то же, по углу поворота гайки.

Размещение болтов в листах и прокатных профилях может быть рядовое и в шахматном порядке. Линии, проходящие по центрам отверстий, называют рисками. Расстояние между рисками вдоль уси-лия называют шагом, а поперек усилия — дорожкой (рисунок ниже).

Размещение отверстий

а — в листовом материале; б — в прокатных профилях; 1 — риски; l— шаг; е— дорожка

Минимальные расстояния между центрами болтов в стальных кон-струкциях определяются условием прочности основного металла, мак-симальные расстояния — условиями устойчивости соединяемых эле-ментов в промежутке между болтами или заклепками при сжатии.