Ордена Трудового Красного Знамени Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (ЦНИМПроектстал ьконструкцня)

Госстроя СССР

Руководство

и нормативы по технологии постановки высокопрочных болтов

в монтажных

соединениях

металлоконструкций

Москва Стройнздат 1982

УДК 693.814.26

Рекомендовано к изданию Научно-техническим советом ЦНИИПроектстальконструкция Госстроя СССР.

Руководство и нормативы по технологии постановки высокопрочных болтов в монтажных соединениях металлоконструкций/ЦНИИПроектстальконст-рукция Госстроя СССР. — М.: Стройиэдат, 1982. — 92 с.

Разработаны к главе СНиП 111-18-75 "Металлические костру к ци и. Правила производства и приемки работ".

Рассмотрены вопросы, связанные с особенностями технологии сборки соединений, постановки и натяжения высокопрочных болтов при монтаже стальных строительных конструкций. Помимо традиционных сдвигоустойчивых соединений рассмотрены соединении с несущими высокопрочными болтами, болтоклеевые, клеефрикционные, болто-заклепочные и болтосварные соединения. Предложены наиболее технологичные методы подготовки поверхностей конструкции, способы регулировки натяжения болтов пневматическими и электрическими гайковертами.

Для инженерно-технических работников и рабочих-мон-тажников, выполняющих соединения на высокопрочных болтах.

Табл. 21, ил. 20.

Р _3204ИХ29й2—-412_    Ииструкт.-нормат., II аып. - 109-81

047101) -82

Рис. 1. Маркировка высокопрочных болтов, принятая заводом-изготовителем а - Дружковским; б - Воронежским; в-Магнитогорским

теоретическая масса болтов, гаек и шайб - в прил. 11.

2.9.    Высокопрочные болты, гайки и шайбы поставляются партиями, состоящими из изделий одного условного обозначения, изготовленных из стали одной плавки, термически обработанных по одному режиму.

Масса партии болтов не должна превышать 1000 кг, гаек и шайб 500 кг.

2.10.    Каждая партия метизов должна быть снабжена сертификатом, в котором указываются:

номер сертификата! наименование предприятия-изготовителя,* наименование, тип и размеры изделий! марка стали; номер партии; номер плавки; результаты проведенных испытаний; масса нетто.

2.11 Для приготовления клеев в болтоклеевых соединениях применяются следующие материалы: эпоксидная смола ЗД-16 или ЭД-20 , ГОСТ 10587-76* полиэфир МГФ-9, ТУ 62-17-56*, пластификатор УП-5бЗ, ТУ 1У-П-212-69, полиэтиленполиамин ТУ 1*9-2529-62; отвердитель И-5М, ВТУ ОП-2302-68,* ускоритель УП—606/2, МРТУ 6-09-6101-69\ электрокорунд № 20, ГОСТ 36^7-71■

2.12. В качестве материала для консервации очищенных с помощью пескоструйной или дробеструйной обработки контактных поверхностей соединений на высокопрочных болтах следует применять

11

ы

Таблица 5

Номинальный диаметр болта, мм Расчетная площадь сечения при разрыве , мм2 Временное МПа сопротивление разрыву, (кгс/мм2) 1100 (по) 1350 (135) 1550 (155) нагрузка относительно расчетной площади, кН(тс) 16 157 173 (\7,3) 212 (21,2) 243 (24,3) 18 192 211 (2,1l) 259 (25,9) 298 (29,8) 20 245 270 (27) 331 (33,1) 380 (38) 22 зоз 333 (33,3) *09 (40,9) 470 (47) 24 352 387 (38,7) 475 (47,5) 546 (54,6) 27 ^59 505 (50,5) 620 (62) 712 (71,2)

эпоксидную протекторную грунтовку ЭП-057 по ТУ 6-10-11171 с отвердителем N* Ъ по ТУ 6-10-1091"71 f с растворителем    ^по

ГОСТ 18188-72* или РП по ТУ 6-10-1095-71.

2.13- Для покрытия контактных поверхностей накладок и фасонок в клеефрикционных соединениях следует применять клей на основе эпоксидной смолы ЭД-20 по ГОСТ 10587-7б^х с отвердителем И-5М (И-бМ) по ВТУ ОЛ-2302-68, ускорителем УП-606/2, МРТУ 6-09-6101-69 и растворителем ацетоном по ГОСТ 2768-79 , а также карборундовый порошок марки КЗ или К4 по ГОСТ 3647*71 фракции N® 8, 10 или 12.

2.14. Качество материалов, применяемых в соответствии с проектом для изготовления клеев и покрытий контактных поверхностей, и их марки должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и удостоверяться сертификатами или паспортами заводов-постав-щиков.

3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗГОТОВЛЕНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1.    Отправочные элементы конструкций с монтажными соединениями на высокопрочных болтах, как правило; должно собираться в кондукторах или других приспособлениях с укрепленными фиксаторами, а торцы стыкуемых элементов должны фрезероваться.

3.2.    Все монтажные отверстия под высокопрочные болты должны быть образованы на проектный диаметр лредприятием-изготовителем путем сверления по кондукторам в законченных изготовлением элементах или при общей сборке конструкций.

3*3» Номинальные диаметры отверстий под высокопрочные болты принимаются в зависимости от категории сдвигоустойчивости и условий работы конструкций по табл. 6.

13

Таблица 6

Номинальный диаметр высокопрочных болтов, мм 7Г 18 20 22 24 27 30 Отверстия под вы 17 19 21 23 25 28 31 _ сокопрочные бол 19 21 23 25 28 30 33 ты , мм 21 23 25 27 30 33 35

3.4. Качество и отклонения в размерах отверстий под высокопрочные болты должны удовлетворять требованиям табл. 7-

3.3. Заусенцы на краях отверстий должны быть удалены без снятия фасок.

3-6. Величины отклонений от проектных размеров отправочных элементов и от проектной геометрической формы не должны превышать предусмотренных табл. 8 и 9-

3.7.    Контроль качества и расположения просверленных по кондукторам отверстий под высокопрочные болты производится:

проверкой после контрольной сборки с выверкой строительного подъема всех отверстий калибром диаметром на 1 мм меньше проектного. При этом калибр должен пройти не менее чем в Ъ$% отверстий каждой группы;

проверкой сборочными кондукторами, фиксаторами или специальными контрольными шаблонами, позволяющими контролировать взаимное положение отверстий одновременно в нескольких монтажных узлах.

3.8.    В конструкциях с соединениями на высокопрочных болтах не подлежат грунтованию соприкасающиеся поверхности элементов и деталей. При грунтовке отправочных элементов эти зоны должны быть надежно защищены от попадания краски.

14

Таблица 7

Наименование отклонения Диаметр отверстий, мм Допускаемое отклонение, мм Допускаемое количество отклонений в каждой группе отверстий Отклонения До 17 0) +0,6 Не ограни диаметра просверленных отверстий, а также их овальность более 17 0; +1,5 чивается Завалы размером более 1 мм и трещины в краях отверстий Не допускается

Чернота(несовпадения отверстий в отдельных деталях собранного пакета), мм: до 1    _    __    До    50% 1-1,5    До    m

3*9. Шероховатость поверхностей после строжки, фрезерования и сверления должна быть не грубее третьего класса чистоты поверхности по ГОСТ 2768-79.

15

Допустимое отклонение от проектных линейных размеров, +мм

Интервалы размеров, м

до 1,5 включительно свыше 1,5 до 2,5 свыше 3,5 до **,5 свыше ^,5 до 9,0 Фасон» <и, отправляемые на монтаж 1. Длина и ширина 1,5 2 2,5 - 2. Расстояние между центрами отверстий: крайних 1 1 1,5 смежных 0,7 - - ** Отправочные элементы после окон чательного изготовления 3. Ширина и высота 2 2 3 - Длина 0,5 1 1,5 2 5. Расстояние между группами отверстий 0,5 1 1,5 2

Продолжение табл. 8

Детали и раз-| Допустимое отклонение от проект-меры    ных линейных размеров, +мм

Фасонки, отправляемые на монтаж 1. Длина и ширина    ~

Продолжение табл.8

2. Расстояние между центрами отверстий : крайних смежных

Отправочные элементы после окончательного изготовления

3. Ширина и высота А. Длина    2,5 5. Расстояние между группами отверстий    2,5

3    3,5 3    3,5    Ь

---

Примечания: 1 . Для измерений должны применяться рулетки второго класса точности. 2. Для свободных кромок по поз. 1, 2 допускается отклонение до +5 мм.

Таблица 9

Допустимое отклонение от проектной геометрической формы отправочных элементов

Направление деталей 1. Зазор между листом фасонки и стальной линейной длиной 1м    1,5    мм

2-510

4. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ

Ьш 1. Выполнение соединений на высокопрочных болтах и их приемку следует производить под руководством лица, назначенного ответственным за осуществление этого вида соединений приказом по организации, производящей эти работы.

*♦.2. К выполнению соединений на высокопрочных болтах допускается персонал, прошедший соответствующую подготовку и имеющий удостоверение о допуске к указанной работе. Рекомендуемую программу обучения и форму удостоверения см. в прил. 1*4.

*4. 3 ■ Технологический процесс выполнения соединений на высокопрочных болтах включает следующие операции:

обработку соприкасающихся поверхностей элементов и деталей;

подготовку высокопрочных болтов, гаек и шайб;

сборку соединений;

натяжение высокопрочных болтов;

приемку и герметизацию соединений.

ОБРАБОТКА СОПРИКАСАЮЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

k.k. От способа обработки соприкасающихся поверхностей зависит величина коэффициента трения, а следовательно,и несущая способность соединения.

Наиболее часто применяются следующие способы обработки:

пневматический - кварцевым песком или металлическим песком;

огневой - многопламенными горелками (на ацетилене^

стальными ручными или механическими щетками.

Кроме того, опробованы комбинированные слЪсо-бы, при которых накладки и прокладки обрабатываются пневматическим способом или путем нанесения клеефрикционного покрытия, а элементы конст-

19

рукций - стальными ручными или механическими щетками.

4.5* Сборку соединений и натяжение всех высокопрочных болтов надлежит производить в минимальные сроки, но не позднее 3 суток после обработки соприкасающихся поверхностей.

В отдельных случаях, учитывая климатические условия и дополнительные мероприятия по защите обработанных поверхностей, вышеперечисленные сроки могут быть увеличены при согласовании с институтом ЦНИИпроектстальконструкция.

4.6. Очищенные поверхности следует предохранять от попадания на них грязи, масла и краски, а также от образования льда.

При попадании на поверхности грязи, масла, краски, образовании льда и в случае превышения срока хранения следует производить повторную обработку. Повторная обработка поверхностей выполняется способом, применявшимся при первичной обработке.

Примечания: 1. Требования повторной обработки не распространяются на налет ржавчины, образующейся на соприкасающихся поверхностях после их очистки, а также на случай попадания на них атмосферных осадков в виде влаги или конденсации водяных паров.

2. Допускается повторная огневая обработка взамен пневматической.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

4.7» При пневматической обработке прокатная окалина и ржавчина должны быть полностью удалены до получения однородной поверхности металла светло-серого цвета.

4.8. Для пневматической обработки следует применять хорошо промытый и просушенный кварцевый песок с содержанием Sifl^He ниже 94% и крупностью зерна до 2,5 мм при минимально возможном содержании глинистых фракций.

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

Руководство разработано ЦНИИПроектсталькон-струкцией Госстроя СССР с участием Днепропроект-стальконструкция, ВНИПИлромстальконструкция и НАДИ к главе СНиП 111-18-75 "Металлические конструкции. Правила производства и приемки работ" взамен "Руководства по выполнению сдвигоустойчивых соединений на высокопрочных болтах в строительных стальных конструкциях" (М., Стройиздат, 1975).

В разработке Руководства принимали участие: инженеры В.М.Бабушкин, В.П.Велихов, канд. техн. наук В.В.Волков, д-р техн. наук, проф. Н.Н.Стрелецкий, инж. С.0.Чижов (ЦНИИПроектстальконструк-ция), канд. техн. наук И.И.Вишневский (^непро-проектстальконструкция), кандидаты техн. наук В.В.Каленое, А.Ф.Княжев (внИИпромстальконструк-ция), канд. техн. наук, доцент Б.М.Вейнблат (МАДИ).

При разработке Руководства учтены результаты научно-исследовательских работ КиевНИЛ ЦНИИС по технологии выполнения клеефрикционных соединений.

По всем вопросам обращаться по адресу: 117393* Москва, Новые Черемушки, квартал 26, корп. 2, ЦНИИПроектстальконструкция, тел. 128-57~7б.

Рис. 2. Схема пескоструйной установки 1 - масловодоотделитель;    2    -    воздушный шланг; 2 - пескоструйный аппарат; k - шланг для подачи песчано-воздушной смеси; 5 - распылитель с соплом

Примечания:    1.    В качестве материалов для

обработки рекомендуется наряду с кварцевым песком применение металлического песка или стальной дроби. При этом должны быть предусмотрены устройства для сбора и повторного использования отработанных материалов.

2. Требованиям к материалам для пневматической обработки удовлетворяет песок для экипировки локомотивов, а также(при выполнении дополнительного просеивания) песок для приготовления асфальтобетона. Для сушки песка рекомендуется применять вращающиеся печи, работающие на жидком топливе.

*».9. Нормальная работа пескоструйной установки (рис. 2)обеспечивается при избыточном давлении сжатого воздуха на входе пескоструйного аппарата 0,35"0,5 МПа£3»5~5 кгс/см²). Подключать пескоструйный аппарат к воздушной сети, предназначенной для питания гайковертов, не рекомендуется .

10. Для обработки поверхностей рекомендуется применять следующее оборудование:

при больших объемах работ - двухкамерные пес-

21

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящее Руководство разработано в развитие главы СНиП Ш-18-75 "Металлические конструкции. Правила производства и приемки работ" в части технологии выполнения монтажных соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях зданий и сооружений различного назначения, изготовленных из углеродистой и низколегированной стали классов С38/23 * СбО/45, возводимых и эксплуатируемых в районах с расчетной температурой выше минус 40° и до минус 65°С включительно.

1.2.    Руководство распространяется на выполнение следующих видов монтажных соединений на высокопрочных болтах:

фрикционных, в которых сдвигающие усилия передаются через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов?

с несущими высокопрочными болтами, в которых сдвигающие усилия передаются как через трение, так и за счет работы болтов на срез и смятие,’ болтозаклепочных, применяемых при ремонте клепаных стальных строительных конструкций, в которых снижение несущей способности компенсируется силой трения, действующей по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов при замене дефектных заклепок высокопрочными болтами;

болтосварных, применяемых при усилении смонтированных стальных конструкций с фрикционными соединениями за счет приварки деталей валиковыми швами, в которых сдвигающие усилия передаются как через трение, так и за счет работы сварных швов на срез;

болтоклеевых, в которых сдвигающие усилия передаются посредством сил сцепления от склеивания и трения^

фланцевых, в которых высокопрочные болты работают только на растяжение при жестких фланцах или на растяжение и изгиб при податливых фланцах.

4

1.3.    Фрикционные соединения на высокопрочных болтах должны быть запроектированы в соответст-ствии со СНиП И-В.3~72 "Стальные конструкции. Нормы проектирования" и дополняющими его нормативными документами.

Другие виды соединений стальных конструкций на высокопрочных болтах, перечисленные в п.1.2, должны быть запроектированы в соответствии со специальными техническими условиями.

1.4.    В чертежах конструкций металлических (КМ) с соединениями на высокопрочных болтах должны быть указаны:

вид соединения;

номинальные диаметры и способ выполнения отверстий ;

стандарты на изготовление и поставку высокопрочных болтов, гаек и шайб;

марка стали болтов, гаек и шайб; временное сопротивление разрыву стали болтов,* осевое усилие натяжения болтов; способ натяжения болтов,'

способ обработки соприкасающихся поверхностей*,

принятый в расчете коэффициент трения; материалы для приготовления клеев и покрытий соприкасающихся поверхностей;

детали и зоны, не подлежащие грунтовке; спецификация болтов, гаек и шайб,* инструктивные документы по технологии выполнения соединений.

2. МАТЕРИАЛЫ, ИЗДЕЛИЯ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

2•1• Для соединений элементов стальных строительных конструкций следует применять высокопрочные болты, гайки и шайбы, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 22353 - 77 “ 22356 - 77.

5

Механические свой

Механические

Номинальный диаметр резьбы, мм временное сопротивление (наименьшее) <4Ь, МПа (кгс/мм2) твердость по Бринеллю, ед. НВ, наибольшая У | ХЛ От 16 до 27 1100 Ою) 388 363 От 16 до 27 1350 (135) 480 480 1550 (155) 535 535 30 950 (95) 363 363 1200 (120) 415 415 36 750 (751 363 363 1100 (110) 388 388 42 650 (65) 363 363 1000 (100) 363 363 4 8 600 (60) 363 363 900 (90) 363 363

Применяется сталь с суженными пределами со 40Х "Селект" _и АОХФА “Селект“_;от 0,35 до

6

Таблица 1

ства болтов

свойства

относительное сужение Ч> , %, не менее ОТНОСИ' тельное удлинение d*, %, не менее ударная вязкость ан * Марка стали ГОСТ *+5^3-71* У ХЛ МДЖ/М2, (КГС*М/СМ^| ХЛ 35 40 8 0,5 (5) 40Х "Селект"1 35 35 8 0,5 (5) 38ХС "Селект", 40ХФА"Селект" 35 35 8 0,5 (5) ЗОХЗМФ 30Х2НМФА 35 40 8 0,5 (5) 40Х "Селект" 35 35 9 0,5 (5) ЗОХЗМФ 35Х2АФ 35 40 8 0,5 (5) 40Х "Селект" _____2..... .0 ЛАЧ1- ЗОХЗМФ 35 40 8 0,5 (5) 40Х "Селект" 35 35 9 0,5 (5) ЗОХЗМФ 35 40 8 0,5 (5) 40Х "Селект" 35 35 9 0,5 (5) : ЗОХЗМФ

держания углевода: от 0,37 до 0,42 для стали Ma-О. 4% - для стали марки 38ХС "Селект".

7

Таблица 2 Механические свойства гаек

Г айки_

марка номер стан-стали дарта

ГОСТ 1050-7 4“

гост

¹0702-78

гост

*♦543-71*

30    ЗОХЗМФ1200

35ХЗАФЙ20)

36    1100

(110)

42    ЗОХЗМФЮОО    241 341    40Х

ООО)

48    900(90)

8

Таблица 3 Механические свойства шайб

Марка стали ГОСТ” ■ Твердость по Роквеллу, ед. HRC наимень шая наиболь шая ВСт5сп2 ВСт5сп2 ВСт5Гпс2 35 380-71* 10702-78 зо А5 АО 1050-7А*“ 1050-7А** 10702-78

2.2.    Высокопрочные болты предназначены длг двух видов эксплуатации:

климатического исполнения У, категории размещения 1 в районах с расчетной температурой минус А0°С и выше;

климатического исполнения ХЛ, категории размещения 1 в районах с расчетной температурой от минус АО С до минус 65 С.

2.3.    Механические свойства и материалы болтов, гаек и шайб должны отвечать требованиям табл. 1"3.

2 .А. Основные размеры высокопрочных болтов, гаек и шайб должны отвечать требованиям табл. А,

2.5. Согласно ГОСТ 22356 - 77» высокопрочные болты должны иметь клеймо завода-изготовителя, а также маркировку, показывающую временное сопротивление в кгс/мм2, и условное обозначение номера плавки, болты климатического исполнения ХЛ дополнительно маркируются.

9

Таблица А

Но- ми- Шаг зезь- Болты Гайки Шайбы диаметр,мм наль- бы, раз вы раз высо вну на тол ный мм мер сота мер та, трен руж щина диа под го под мм ний ный мм метр ключ. лов ключ^ резь мм ки, мм бы, мм мм

16	2	27	12	27	15	18	37	4
08)	2,5	30	13	30	16	20	39	4
20	2,5	32	14	32	18	22	44	4
(22)	2,5	36	15	36	19	24	50	5
24	3	41	17	41	22	26	56	5
(27)	3	46	19	46	24	30	66	6
30	3,5	46	19	46	24	33	66	6
36	4	55	23	55	29	39	78	6
42	4,5	65	26	65	34	45	90	8
48	5	75	30	75	38	52	100	8
На	рис.	1 показана		маркировка		болтов,		приня-

тая в настоящее время заводами-изготовителями.

2.6.    Для контроля механических сЬойств болтов, гаек и шайб на заводе-изготовителе от каждой партии отбирают по 5 образцов для каждого вида испытаний.

Болты испытывают на разрыв, на растяжение образцов, определение ударной вязкости (ХЛ), разрыв на косой шайбе, на определение коэффициента закручивания и на твердость; гайки - на испытательную нагрузку, определение коэффициента закручивания 'И на твердость; шайбы - на твердость.

2.7.    Болты и гайки должны иметь коэффициент закручивания не более 0,20.

2.8.    Значения расчетных площадей и нагрузок при испытании болтов и гаек приведены в табл.5,

ю