Расстояние между болтами и до края пластины. Расчет и проектирование болтового соединения

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.

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
	12d или 18t
2. Расстояния от центра болта до края элемента:
а) минимальное вдоль усилия
б) то же, поперек усилия:
при обрезных кромках
« прокатных
в) максимальное	4d или 8t
г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия

* 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.

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.

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.

ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»
ОАО НИПИ «Промстальконструкция»
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Конструкции стальные строительные

БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Проектирование и расчет

СТО 0041-2004

(02494680, 01408401)

Москва 2004

C одержание

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ЗАО Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Мельникова (ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»)

ОАО Научно-исследовательский и проектный институт «Промстальконструкция»

2 ВНЕСЕН организациями-разработчиками Стандарта

3 ПРИНЯТ на научно-техническом Совете ЦНИИПСК им. Мельникова от 25 ноября 2004 г. с участием представителей организации-разработчика Стандарта

4 ВВЕДЕН впервые

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ ноябрь 2005 г.

6 Разработка, согласование, утверждение, издание (тиражирование), обновление (изменение или пересмотр) и отмена настоящего стандарта производятся организациями-разработчиками

Введение

Настоящий стандарт разработан в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» № 184-ФЗ и предназначен для применения всеми подразделениями ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» и ОАО НИПИ «Промстальконструкция», специализирующимися на разработке проектов КМ и КМД, диагностике, ремонте и реконструкции промышленных зданий и сооружений различного назначения.

Стандарт может применяться другими организациями, если эти организации имеют сертификаты соответствия, выданные Органами по сертификации в системе добровольной сертификации, созданными организациями-разработчиками стандарта.

Организации-разработчики не несут никакой ответственности за использование данного стандарта организациями, не имеющими сертификатов соответствия.

Необходимость разработки стандарта продиктована тем, что опыт, накопленный организациями-разработчиками стандарта, а также отечественными предприятиями и организациями в области проектирования, изготовления и выполнения стальных конструкций с монтажными соединениями на болтах, содержится в различных нормативных документах, рекомендациях, ведомственных правилах и других, частично устаревших и не охватывающих в целом проблему безопасной эксплуатации промышленных зданий и сооружений различного назначения.

Основной целью разработки стандарта является создание современной нормативной базы по вопросам проектирования и расчета стальных конструкций с соединениями на болтах.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Утвержден и введен в действие:

Дата введения 2005-01-01

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на проектирование и расчет стальных конструкций с монтажными соединениями на болтах, в том числе высокопрочных, предназначенных для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения, воспринимающих постоянные, временные и особые нагрузки в климатических районах с расчетной температурой до -65°С и сейсмичностью до 9 баллов, эксплуатируемых как в слабоагрессивных, так и в среднеагрессивных и агрессивных средах с применением защитных металлических покрытий.

1.2 В стандарте изложены основные положения по проектированию и расчету соединений на болтах, работающих на срез и растяжение, приведены области рационального применения болтов различных диаметров и классов прочности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ

на смятие с учетом трения

N bp - расчетное усилие на смятие, определяемое по формуле

Q bh - расчетное усилие, воспринимаемое силами трения, определяемое по формуле ;

К u - коэффициент, учитывающий снижение предварительного натяжения болтов после общего сдвига в соединении, принимаемый равным:

0,9 - приразности номинальных диаметров отверстий и болтов δ ≤ 0,3 мм;

0,85 -при δ = 1,0мм;

0,80 - при δ = 2,0 мм;

0,75 - при δ = 3,0 мм;

n f - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

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

N min - меньшее из значений расчетных усилий N bs и N bh Для одного болта, вычисленных по формулам и .

7.6 Прочность элементов, ослабленных под болты, следует проверять с учетом полного ослабления сечений отверстиями под болты.

7.7 В односрезных соединениях количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10%.

7.8 Расчет на выносливость фрикционно-срезных соединений следует выполнять в соответствии с требованиями п. 9.2 СНиП II-23-81*, относя соединения с элементами из стали с временным сопротивлением разрыву более 420 МПа ко 2-й группе конструкций, менее 420 МПа - к 3-й группе .

8 Фланцевые соединения

8.1 Рекомендации настоящего раздела следует соблюдать при проектировании, изготовлении и монтажной сборке фланцевых соединений элементов открытого профиля (двутавров, тавров, швеллеров и т.п.) стальных конструкций производственных зданий, подверженных растяжению, растяжению с изгибом при однозначной эпюре растягивающих напряжений σ min /σ шах ≥ 0,5), а также действию местных поперечных усилий.

Рекомендации не распространяются на фланцевые соединения: воспринимающие знакопеременные нагрузки, а также многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с числом циклов свыше 10 5 при коэффициенте асимметрии напряжений в соединяемых элементах р = σ min /σ шах ≤ 0,8;

эксплуатируемые в сильноагрессивной среде.

8.2 Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов В 0 для расчетов следует принимать равной

В 0 =0,9 B p =0,9 R bh · A bn ,(11)

где В р - расчетное усилие растяжения болта;

Rbh = 0.7 Rbun - расчетное сопротивление растяжения болтов;

Rbun - нормативное сопротивление стали болтов;

А Ьп - площадь сечения болта нетто.

8.3 Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты М20, М24 и М27 из стали 40Х «селект» исполнения ХЛ с нормативным временным сопротивлением R bun не более 1080 МПа (110 кгс/мм 2), а также гайки высокопрочные и шайбы к ним по ГОСТ 22353-77 - ГОСТ 22356-77 .

8.4 Для фланцев следует применять листовую сталь по ГОСТ 19903-74* марки 09Г2С-15 по ГОСТ 19281-89 и 14Г2АФ-15 по ТУ 14-105-465-82 с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины проката.

8.5 Фланцы могут быть выполнены из других марок низколегированных сталей поГОСТ 19281-89 , предназначенных для строительных стальных конструкций, при этом:

сталь должна быть не ниже 12-й категории;

временное сопротивление и относительное сужение стали в направлении толщины проката должны быть σ bz ≥ 0,8 σ b , ψ z ≥ 20% (где σ b - нормативное значение временного сопротивления для основного металла, принимаемое по стандартам или техническим условиям).

а - из широкополочных тавров; б - из парных равнополочных уголков

8.10 При расчете на прочность болтов и фланца, относящихся к наружной зоне, выделяют участки фланца, которые рассматривают как Т-образные фланцевые соединения шириной w (см. ).

,(14)

где Nj - расчетное усилие j -й болт наружной зоны, равное

;(15)

здесь N bj - расчетное усилие на j -й болт, определяемое из условия прочности соединения по болтам

,(16)

a , β - коэффициенты, принимаемые по табл. 8;

x j - параметр жесткости болта, определяемый по формуле

;(17)

b j - расстояние от оси j -го болта до края сварного шва;

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

Расчетное сопротив-ление, МПа, смятию элементов, соеди-няемых болтами	Временное сопротив-ление ста-ли соеди-няемых элементов, МПа	Расчетное сопротив-ление, МПа, смятию элементов, соединяе-мых болтами
точности	Временное сопротив-ление ста-ли соеди-няемых элементов, МПа	точности	грубой и нормаль-ной точ-ности

Площади сечения болтов


А b см 2 А bn см 2

* 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

Диамер болтов d, мм	Нормативное временное сопротивление R bun материала болтов из сталей, МПа
Диамер болтов d, мм	40Х «селекг»	38ХС «селект»

Коэффициенты трения и надежности для соединений на высокопрочных болтах

Способ обработки (очистки) соединяе-мых поверхностей	Коэффициент у/, при нагрузке и разности номинальных диаметров отверстий и болтов 8, мм
Способ обработки (очистки) соединяе-мых поверхностей	динамиче-ской, при δ = 3-6; статической, при δ = 5-6	динамической, при δ=1; статической, при δ = 1-4
Пескоструйный или дробеметный двух поверхностей
Пескоструйный или дробеметный двух поверхностей
То же, с консервацией металлизацией цинком или алюминием
То же, с консервацией металлизацией цинком или алюминием
Пескоструйный или дробеметный одной поверхности с консер-вацией полимерным клеем и посыпкой кар-борундовым порошком, стальными щетками без консервации — другой поверхности

Газопламенный двух поверхностей
Газопламенный двух поверхностей
Стальными щетками двух поверхностей
Стальными щетками двух поверхностей
Без обработки
Без обработки

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.

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.