Болтовые соединения стальных конструкций

Точность болтовых соединений.

Болты грубой (класс C) и нормальной (класс B) точности отличаются допусками на отклонение диаметра от номинала. Для болтов грубой точности это 1 мм, а нормальной – 0,52 мм при диаметре до 30 мм.

Болты грубой и нормальной точности применяются в условиях монтажа. Болты этих классов точности ставят в отверстия, образованные продавливанием или сверлением в отдельных элементах и диаметр этих отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра болта.

Разница диаметров болта и отверстия облегчает посадку болта и упрощает создание соединения и это большое преимущество использования таких болтов. Однако, неполное совпадение осей отверстий в отдельных элементах металлоконструкций и болтов не позволяет добиться плотной посадки болта в отверстии.

Неплотность посадки болта в отверстии повышает вероятность деформирования такого болтового соединения на сдвиг и увеличивает неравномерность работы отдельных болтов в соединении. Поэтому болты грубой и нормальной точности не могут быть использованы в ответственных соединениях, работающих на сдвиг, а только лишь как крепежные элементы конструкций или в случаях, когда основная нагрузка происходит от растяжения.

Болтами повышенной (класс A) точности соединяют элементы металлоконструкций, отверстия в которых просверлены на проектный диаметр в собранном виде или продавлены по кондукторам в отдельных элементах или деталях, или просверлены на меньший диаметр с последующей рассверловкой до проектного диаметра в собранных элементах.

Диаметры таких отверстий не должны отличаться от диаметра болта более чем на 0,3 мм. Плюсовой допуск для диаметра болта и минусовой для отверстия не разрешается. Гладкая часть болта без резьбы обтачивается до строго цилиндрической формы.

Прочность

Прочность строго регламентируется ГОСТом, так как в некоторых случаях о этого зависит безопасность человека, сохранность оборудования или строений. Для достижения точности прочностных характеристик производят расчет высокопрочных болтов. Производство высокопрочных болтов регламентирует ГОСТ 7798-70.

Исходя из прочностных характеристик, болты делятся на 11 классов. Каждая категория имеет собственную маркировка, исходя из которой можно четко определить, к какому классу он относится и какую нагрузку выдерживает. Следует отметить, что каждый метиз имеет определенный запас прочности к показателям, указных в маркировке. Поэтому не стоит переживать, что запас прочности болта будет впрок.

Прочность болтов зависит не только от типа используемого материала, но и технологии изготовления. Исходя и прочностных характеристик крепежных элементов можно выделить классификацию болтов по прочности:

• 3,6 – крепежи из нелегированной стали, без дополнительной закалки;
• 4,6 – изделия из углеродистой стали (углерод менее 0,55%);
• 5,6 – из стали без отпуска (углерод более 0,15%);
• 6,6 и 6,8 – болты из углеродистой стали без дополнительных добавок;
• 8,8 – применяется сталь с дополнительными компонентами (хром, марганец, бор), которая после закалки отпускается при температуре более 400 градусов;
• 9,8 – практически не отличаются от класса 8,8, имея повышенный показатель прочности;
• 10,9 – используется сталь с добавками, которая отпускается в температурном диапазоне от 340 до 425 градусов.
• 12,9 – для изготовления крепежей используется легированная сталь с минимальным содержанием фосфора и серы.

Степень сжатия болтов

Степень натяжения болтов при сборке металлоконструкций корректируется ключами, оснащенными динамометром (динамометрические ключи). Использование такого специализированного инструмента позволяет получить крепкое и прочное соединение

Важно периодически проверять корректность работы ключа, так как его работоспособность определяет качество болтовых соединений и всей возводимой конструкции

Изготовление металлических конструкций с использованием болтовых соединений производится в четком соответствии с действующими нормами и правилами. Качество возводимых конструкций могут гарантировать только сертифицированные компании. Этот важный момент всегда нужно учитывать при выборе подрядчика.

Механический крепеж для тонкостенных конструкций

4.1. Особенности тонкостенных соединений

Для тонкостенных конструкций разработаны специальные виды механического крепежа. По сравнению с толстостенными соединениями (для стали — толщиной более 3 мм) поведение соединений в тонкостенных элементах характеризуется низкой плоскостной жесткостью.

Для тонкостенных конструкций применяют специальные механические крепежные изделия, такие как винты, самонарезающие и самосверлящие и «слепые» (вытяжные) заклепки. Самонарезающие винты применяют в основном для креплений типа «тонкое к тонкому» и «тонкое к толстому».

4.2. Самонарезающие и самосверлящие винты

Резьбонакатывающие или резьбонарезающие винты устанавливают в заранее просверленное или пробитое отверстие, а также в специальные пазы алюминиевых прессованных профилей. Эти винты бывают также вдобавок еще и самосверлящими, когда имеют на своем конце сверло или специальное острие (рисунок 5).

Рисунок 5 — Самонарезающие и самосверлящие винты

Смотрите подробнее: Самонарезающиеся винты в строительстве

4.3. Слепые (вытяжные) заклепки

Когда компоненты нужно соединить друг с другом, а доступ к задней стороне соединения отсутствует, то часто выходом из положения является применение так называемых «слепых» заклепок. В отечественной технической практике чаще всего применяют один из видов «слепых» заклепок, который назвали вытяжными заклепками. Для установки этих заклепок применяют соответствующий инструмент — «заклепочник», который вытягивает на себя сердечник заклепки, который своей утолщенной головкой формирует заднюю часть заклепки.

В процессе установки заклепки заклепочник сначала с усилием прижимают соединяемые части друг к другу, а потом формирует заднюю головку заклепки. При дальнейшем увеличении нагрузки хвост сердечника отрывается по заданной специальным надрезом точке. Обычно головка сердечника остается внутри тела заклепки и обеспечивает ему определенную герметизацию (рисунок 6).

Рисунок 6 — Процесс установки вытяжной заклепки

Слепые заклепки, которые подходят для алюминиевых конструкций изготавливают из аустенитной нержавеющей стали или алюминиево-магниевых сплавов. Обычно тело заклепки и сердечник изготавливают из различных алюминиевых сплавов, так как они должны выполнять различные функции. Тело заклепки должно быть достаточно мягким, чтобы сформировать головку, тогда как сердечник должен быть достаточно прочным, чтобы иметь возможность пластически деформировать тело заклепки.

Сдвиговое напряжение слепой заклепки зависит от свойств материала в плоскости сдвига. Рассчитать это напряжение не представляется возможным. Дело в том, что прочностные свойства материала тела заклепки и сердечника, а также их размеры после пластического деформирования при установке отличаются от свойств материала в состоянии поставки. Поэтому, чаще всего прочность заклепок определяют экспериментально для каждого отдельного проектного решения.

Виды шпилек

Шпильки – еще одно крепёжное изделие из стержня с наружной резьбой, образующее соединение при помощи гайки или резьбового отверстия. В отличие от болта или винта шпилька не имеет головки, но зато имеет два резьбовых конца, или даже сплошную резьбу по всей длине стержня.

Шпильки широко используются при глухих посадках. Естественно, что при  этом длина ввинчиваемого конца строго регламентируется. В соответствии с ГОСТ она может составлять только 1; 1,25; 2; 2,5 от диаметра резьбы. Длина второго конца в сумме с длиной безрезьбового участка может изменяться в широких пределах.

Кроме того изготавливаются шпильки с равными длинами резьбы на концах, а также со сплошной резьбой.

Шпильки по DIN 975 и DIN 976 – это наиболее распространенные варианты. По сути это просто длинные шпильки со сплошной резьбой: их длина обычно составляет 1 или 2 м (но бывают и 3 и 4 метра). Основное отличие в том, что DIN 976 может быть разной длины, а DIN 975 только 1 или 2 м. Подробнее о шпильках и их особенностях можно ознакомиться у нас в блоге. Отметим, что для удобства работы штанги в зависимости от материала и класса прочности маркируются окрашиванием торцов. Ниже приводится таблица применяемых цветов.

Класс прочности	Цвет
4.8	без цвета
5.6	коричневый
5.8	синий
8.8	жёлтый
10.9	белый
12.9	чёрный
А2-70	зелёный
А4-70	красный

Понравился материал?

Стопорные свойства болтов

4.1. Фланцевая головка

Более широкая головка болта — фланцевая головка — обеспечивает больше трения между головкой и поверхностью детали или элемента конструкции. При этом снижается поверхностное давление на опорные поверхности и тем самым снижается просадка соединения.

4.2. Рифленая головка

Рифление на опорной поверхности фланца головки выполняет функцию стопорения. При затяжке болта ребра рифления впиваются в поверхность конструкционного элемента и обеспечивают стопорящий эффект. Повреждение поверхности детали, особенно окрашенной, может быть препятствием для применения в некоторых случаях.

Если в болтовом соединении применяется рифленый болт, то и гайка в нем тоже должна быть рифленая (рисунок 5). Это нужно для того, чтобы обеспечивать высокое трение на всех поверхностях соединения. В болтовом соединении с рифлеными болтом и рифленой гайкой шайбы не применяются.

Рисунок 5 — Болты и гайки с рифленой опорной поверхностью

3 Общие положения

3.1 По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования элементов, в которые они заделываются (с отгибом и с анкерной плитой), и на готовые элементы, устанавливаемые в просверленные скважины (прямые и конические). Прямые болты в скважинах закрепляются с помощью синтетического клея или виброзачеканки, а конические — с помощью разжимных цанг или цементно-песчаных смесей.

3.2 По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные. К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций. К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкций. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций во время их монтажа и для обеспечения стабильной работы конструкций во время эксплуатации, а также для предотвращения их случайных смещений.

3.3 Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды и повышенной влажности, следует проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 2.03.11.

3.4 Конструкция и размеры фундаментных болтов должны соответствовать требованиям ГОСТ 24379.1, технические условия по ГОСТ 24379.0.

3.5 По конструктивному исполнению болты могут быть с отгибом, с анкерной плитой, прямые и конические (распорные), таблица .

Таблица 1

Конструкция болтов	С отгибом	С анкерной плитой	Прямой	Конический (распорный)
глухой	съемный
Минимальная глубина заделки	25d	15d	30d	10d	10d (8d)*
Наименьшее расстояние между болтами	6d	8d	10d	5d	8d
Наименьшее расстояние от оси болта до грани фундамента	4d	6d	6d	5d	8d
Коэффициент стабильности затяжки К	1,9 (1,3)**	1,9 (1,3)**	1,5	2,5 (2)**	2,3 (1,8)**
* — в скобках дана глубина заделки для болтов диаметром менее 16 мм; ** — в скобках приведены значения коэффициента К для статических нагрузок.

3.6 Болты, устанавливаемые в скважины, допускается применять для крепления строительных конструкций, не испытывающих значительных динамических нагрузок.

3.7 Для крепления несущих колонн зданий и сооружений, оборудованных мостовыми кранами, а также для высотных зданий и сооружений, ветровая нагрузка для которых является основной, не допускается применять болты, устанавливаемые в скважины, за исключением болтов с коническим концом, устанавливаемых способом вибропогружения с глубиной заделки не менее 20d.

3.8 Для конструктивных болтов с отгибом глубину заделки в бетон допускается принимать равной 15d, для болтов с анкерными плитами — 10d, a для болтов, устанавливаемых в скважины, — 5d.

3.9 Наименьшие допустимые расстояния между осями болтов и от оси крайних болтов до грани фундамента приведены в таблице .

3.10 Расстояния между болтами, а также от оси болтов до грани фундамента допускается уменьшать на 2d при соответствующем увеличении глубины заделки болта на 5d.

3.11 Расстояние от оси болта до грани фундамента допускается уменьшать еще на один диаметр при помощи специального армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.

3.12 Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть менее 100 мм для болтов диаметром 30 мм включительно, 150 мм — для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм — для болтов диаметром более 48 мм.

3.13 При установке спаренных болтов (например, для закрепления несущих стальных колонн зданий и сооружений) следует предусматривать общую анкерную плиту с расстоянием между отверстиями, равным проектному расстоянию между осями болтов, или устанавливать одиночные болты с разбежкой по глубине.

Зачем нужна шайба?

Среди большого количества метизов есть один, назначение которого недооценивают, — шайба. Именно она создает более прочное соединение в совокупности с болтами, винтами и гайками.

Для обеспечения наилучшего эффекта требуется подобрать крепежное изделие нужного размера и изготовленное из «правильного» материала.

Производители выпускают обычные, плоские шайбы, и увеличенные.

Конструктивные особенности шайбы ГОСТ 6958-78 ГОСТ

Это крепежное изделие круглой формы, плоское. В ГОСТ указаны следующие основные размеры:

— диаметр шайбы (от 4 до 145 мм);

— диаметр резьбы (от 1 до 48 мм).

— толщина шайбы (0,3 – 10 мм).

Шайбы изготавливаются из стали, бронзы, алюминиевого сплава, латуни. Каждый из видов материалов дает метизу свойства:

— прочность;

— стойкость к коррозии;

— долговечность;

— прочие.

Отличие увеличенной шайбы ГОСТ 6958-78 ГОСТ от обычных – большая толщина и площадь поверхности.

Особенности применения

Предназначение этого метиза – усиление крепежного соединения. Обычно шайба устанавливается между винтом или болтом и гайкой. В первую очередь гайка принимает на себя нагрузку резьбового соединения Увеличенная шайба распределяет силы воздействия на большую площадь, что защищает границы отверстия и скрепляемые детали от разрушения и деформации.

Во вторую очередь шайба противодействует западанию болтового соединения в подготовленное отверстие. Бывает так, что его размер выполнен в большем диаметре, чем размер головки болта или гайки. Шайба сделает невозможным западание крепежа.

В-третьих, между скрепляемыми деталями устанавливают прокладки из резины или других материалов. Гайка лучше прижимает эти уплотнительные элементы, что продлевает срок службы как самого резьбового соединения, так и всех дополнительных деталей соединения.

Также обычно шайбы применяют при выполнении резьбового соединения в поверхностях, имеющих дефекты (шероховатости, сколы, неровности). В этом случае использование шайбы улучшит качество соединения, сгладит неровности.

Нельзя не сказать о таком важном предназначении шайбы, как защита от самооткручивания. Резьбовое соединение со временем разбалтывается и развинчивается

Надежность соединения без шайбы уменьшается. Правильно и вовремя установленная шайба – фактор надежности.

Для обеспечения прочности и надежности соединения важно правильно подобрать шайбу по размеру

Болтовое соединение металлоконструкций

Болтовое соединение – один из самых лучших вариантов крепления, который упрощает сборку и сокращает продолжительность монтажных работ. Не поэтому ли 95 % приходится именно на данный тип соединения?

В зависимости от конструктивных решений и величины нагрузок соединение металлоконструкций болтами может выполняться на основе метизов грубой, нормальной и повышенной точности. Болтовые отверстия проделываются диаметром больше, чем диаметр болта на 2-3 мм

Но при такой технологии монтажа увеличивается риск деформации соединений, именно поэтому так важно обеспечить точность совпадения крепежных отверстий металлоконструкций

Применение высокопрочных болтов для металлоконструкций с большой эффективностью заменяет заклепки и может применяться вместо болтов повышенной точности. К тому же, такое крепление сочетает в себе легкость установки, низкий процент деформации и высокий уровень несущей способности.

Подготовка к монтажу болтовым методом включает в себя несколько этапов:

• подготовительный этап стыкуемых поверхностей;
• состыковка отверстий под болты;
• стяжка элементов стыка;
• рассверловка отверстий для установки болтов.

Перед тем, как закрутить болт, осуществляется выверка конструкции. Длина и диаметр болтов рассчитывается с учетом особенностей проекта.

Виды болтовых соединений

Для монтажа металлоконструкций применяют несколько разновидностей болтов, к основным относят:

• болты высокой точности из высокопрочной оцинкованной стали;
• грубой точности — выполняемые диаметром до 20 мм из углеродистой стали;
• повышенной точности – диаметр метизов до 48 мм, длина до 300 мм.

Крепление металлоконструкций болтами можно разделить по изготовлению:

• внахлест;
• с применением накладки.

При болтовом соединении важнейшими параметры считаются:

• класс точности болтов;
• тип исполнения;
• параметры болта (шаг резьбы, материал изготовления, толщина и пр.).

Преимущества металлоконструкций на болтах

Поэлементная сборка металлоконструкций на болтах применима в том случае, когда сварка невозможна или конструктивные особенности проекта не предполагают данный метод монтажа.

К основным преимуществам болтового соединения можно отнести возможность многократной сборки и разборки без потери эксплуатационных качеств каркаса здания. Но помимо этого также выделяют:

• низкую металлоемкость и простоту сборки;
• упрощенную логистику, так как сборные МК проще транспортировать;
• возможность быстрой замены отдельных конструкций, вышедших из строя.

Недостаток такого типа соединения заключается в геометрической ограниченности за счет того, что поверхности соединяемых конструкций должны совпадать отверстиями под болты.

Какой из типов соединений лучше?

Какое соединение лучше – сварное или болтовое? Ответить однозначно невозможно, да и выбирать преимущественно одну из предложенных технологий — совершенно неправильное решение. Каждый из данных способов будет уместен при определенных обстоятельствах, конструктивных особенностях проекта, а также условий разворачивания стройки. К примеру, поэлементная болтовая сборка будет уместна, где сварка попросту недопустима или же здание планируется как временная мобильная постройка, которую со временем необходимо разобрать.

Сварка – отличный способ уменьшить расходы на строительство, так как стоимость сварки металлоконструкций ниже по сравнению с болтовым соединением. К тому же, если речь идет о сложнодоступных и неудобных местах, сварка является целесообразным решением.

Если вы находитесь в замешательстве и хотите получить больше информации касаемо данного выбора, обратитесь к нашим специалистам. Мы постараемся ответить на все ваши вопросы абсолютно бесплатно.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). Масса стальных болтов (исполнение 1) с крупным шагом резьбы

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

Длина болта , мм	Теоретическая масса 1000 шт. болтов, кг , при номинальном диаметре резьбы , мм
6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	27	30	36	42	48
8	4,306	8,668	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
10	4,712	9,394	16,68	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
12	5,118	10,120	17,82	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
14	5,524	10,850	18,96	27,89	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
16	5,930	11,570	20,10	29,48	43,98	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
18	6,336	12,300	21,23	31,12	46,21	65,54	—	—	—	—	—	—	—	—	—
20	6,742	13,020	22,37	32,76	48,45	68,49	95,81	—	—	—	—	—	—	—	—
22	7,204	13,520	23,51	34,40	50,69	71,44	99,52	—	—	—	—	—	—	—	—
25	7,871	14,840	25,22	36,86	54,05	75,87	105,10	133,3	—	—	—	—	—	—	—
28	8,537	16,330	26,92	39,32	57,40	80,29	110,60	140,2	—	—	—	—	—	—	—
30	8,981	17,120	28,52	40,96	59,64	83,24	114,30	144,8	193,0	—	—	—	—	—	—
32	9,426	17,910	29,43	42,59	61,87	86,19	118,00	149,4	198,6	237,0	—	—	—	—	—
35	10,090	19,090	31,28	45,34	65,24	90,62	123,60	156,3	207,0	246,9	340,6	—	—	—	—
38	10,760	20,280	33,18	48,00	68,59	95,04	129,20	163,2	215,4	256,9	353,3	—	—	—	—
40	11,200	21,070	34,36	49,78	71,25	97,99	132,90	167,8	221,0	263,5	361,8	474,8	—	—	—
45	12,310	23,040	37,45	54,22	77,30	105,70	142,10	179,4	235,0	280,1	373,0	500,9	—	—	—
50	13,420	25,020	40,53	58,67	83,35	113,60	152,40	190,9	249,0	296,7	404,1	526,9	834,5	—	—
55	14,530	26,990	43,62	63,11	89,39	121,50	162,40	203,7	263,1	313,3	425,3	553,0	872,1	1304	—
60	15,640	28,970	46,70	67,55	95,44	129,40	172,40	216,0	278,9	329,9	446,5	579,0	909,8	1356	—
65	16,760	30,940	49,79	71,99	101,50	137,30	182,40	228,4	293,8	348,8	467,7	605,1	947,4	1407	2009
70	17,870	32,910	52,87	76,44	107,50	145,20	192,40	240,7	308,8	366,5	491,1	631,1	985,0	1458	2076
75	18,980	34,890	55,96	80,88	113,60	153,10	202,40	253,0	323,7	384,3	513,6	659,7	1023,0	1509	2143
80	20,090	36,860	59,04	85,33	119,60	161,00	212,40	265,0	338,6	402,1	536,1	687,5	1061,0	1561	2211
85	21,200	38,840	62,13	89,77	125,70	168,90	222,40	277,7	353,6	419,8	558,6	715,2	1098,0	1612	2278
90	22,310	40,810	65,21	94,20	131,70	176,80	232,40	290,1	368,5	437,6	581,0	743,0	1141,0	1663	2345
95	—	42,790	68,30	98,64	137,80	184,70	242,40	302,4	383,4	455,4	603,5	770,8	1181,0	1715	2412
100	—	44,760	71,38	103,10	143,80	192,60	252,40	314,7	398,3	473,2	626,0	798,5	1221,0	1766	2479
105	—	—	74,47	107,50	149,90	200,50	262,40	327,1	413,3	490,9	648,5	826,3	1261,0	1826	2546
110	—	—	77,55	112,00	155,90	208,40	272,30	339,4	428,2	508,7	671,0	854,1	1301,0	1880	2614
115	—	—	80,63	116,40	162,00	216,30	282,30	351,8	443,1	526,5	693,5	881,8	1341,0	1934	2690
120	—	—	83,72	120,90	168,00	224,20	292,30	364,1	458,1	544,2	716,0	909,6	1381,0	1989	2760
125	—	—	86,80	125,30	174,00	232,10	302,30	376,4	473,0	562,0	738,5	937,4	1421,0	2043	2831
130	—	—	89,89	129,70	180,10	240,00	312,30	388,8	487,9	579,8	761,0	965,2	1461,0	2098	2903
140	—	—	96,06	138,60	192,20	255,80	332,30	413,5	517,8	615,3	806,0	1021,0	1541,0	2207	3045
150	—	—	102,18	147,50	204,30	271,60	352,30	438,1	547,6	650,8	850,1	1076,0	1621,0	2315	3187
160	—	—	108,38	156,40	216,40	287,40	372,30	462,8	577,5	686,4	895,9	1132,0	1701,0	2424	3329
170	—	—	114,58	165,30	228,50	303,20	392,30	487,5	607,4	721,9	940,9	1188,0	1780,0	2533	3471
180	—	—	120,68	174,20	240,60	319,00	412,30	512,2	637,2	757,5	985,9	1243,0	1860,0	2642	3614
190	—	—	126,88	183,10	252,70	333,80	432,30	536,9	667,1	793,0	1031,0	1299,0	1940,0	2751	3756
200	—	—	133,08	191,90	264,70	350,60	452,20	561,5	697,0	828,6	1076,0	1354,0	2020,0	2860	3898
220	—	—	—	209,70	228,90	382,20	492,20	610,9	756,7	899,6	1166,0	1465,0	2180,0	3077	4182
240	—	—	—	227,50	313,10	413,80	532,20	660,3	816,4	970,8	1256,0	1576,0	2340,0	3295	4466
260	—	—	—	245,20	337,60	445,40	572,20	709,6	876,1	1042,0	1346,0	1687,0	2500,0	3513	4751
280	—	—	—	—	361,50	476,90	612,20	759,0	935,9	1113,0	1436,0	1798,0	2660,0	3730	5035
300	—	—	—	—	385,70	508,50	652,20	808,3	995,6	1184,0	1526,0	1910,0	2820,0	3948	5319

(Измененная редакция, Изм. N 5).

Полное условное обозначение

Полное обозначение болтов, винтов, шпилек и гаек нормируется стандартом ГОСТ 1759.0-87 «Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия»

На постсоветском пространстве согласно ГОСТ 1759.0-87 и ГОСТ 18126-94 принята следующая схема условного обозначения для болтов, винтов и шпилек и гаек из углеродистых сталей и цветных сплавов:

Для шайб используется немного другая схема условного обозначения согласно ГОСТ 18123-82 «Шайбы. Общие технические условия»:

Приведенные схемы имеют общий вид, со всеми возможными элементами. В зависимости от вида крепежа обозначение может содержать большее или меньшее количество элементов. Также необходимо отметить, что некоторые виды болтов, шпилек, гаек и шайб имеют свои специфические условные обозначения, нормируемые конкретным стандартом (например: болты фундаментные ГОСТ 24379.1-80, шпильки для фланцевых соединений ГОСТ 9066-75 и др.)

Соединение металлоконструкций сваркой

Большая часть монтажных соединений выполняется при помощи сварки, меньшая – болтами, еще реже используются заклепки. Это оказывает виляние на стоимость монтажа металлоконструкций – сварные соединения наиболее дешевые. Соединение заклепками наиболее трудоемкое, однако, в некоторых случаях необходимо использовать только его. Примером может быть здание кузнечнопрессового цеха, для создания несущей металлоконструкции которого нельзя применять болты или сварку – от постоянной вибрации, создаваемой кузнечным оборудованием, эти соединения неизбежно разрушатся.

Сварку используют, когда требуется жесткое соединение конструкций, с плотным прилеганием элементом и водо- и газонепроницаемым швом. Только таким способом соединяют листовые конструкции в кожухах доменных и термических печей, резервуарах, пылеуловителях и газгольдерах. Среди опорных конструкций сварное соединение используют для стыков колонн с подкрановыми балками и стропильными фермами. Элементы стальных конструкций можно сваривать с элементами железобетонных. В таких случаях профили привариваются к закладным деталям.

Для получения качественного шва свариваемые детали плотно прижимаются друг к другу. В основном для этого используются грубые монтажные болты. В некоторых случаях для создания соединения используются дополнительные металлические стыковочные накладки.

Колонны, высота которых превышает 18 м, для транспортировки разделяются на отправочные элементы, размеры которых зависят от средств, используемых для транспортировки. Для монтажа части колонн собираются в единое целое. Стыки колонн при возведении одноэтажных зданий промышленного назначения обычно выполняются в части над краном, выше подкрановых балок. Торцы основной и надкрановой частей колонн, обработанные фрезерованием, стыкуются и свариваются по контуру стыка. Чтобы повысить жесткость соединения, используют стыковые листовые накладки.

Для монтажа подкрановых балок их опирают на соответствующие плиты колонн и соединяют сначала болтами, а затем заваривают. Дополнительные крепление балки производится к надкрановой части колонны при помощи тормозных конструкций. Они также первоначально присоединяются болтами и привариваются протяженным швом. Соединение ферм с колоннами выполняется аналогично.

Когда выполняется монтаж зданий из металлоконструкций, то большую важность имеет качество выполняемых сварных швов. Они проверяются внешним осмотром, которым можно определить отклонения от геометрических размеров, порезы, непровар или крупные поры

Поверхность шва должна быть гладкая или в мелких чешуйках, а наплавленный материал – одинаковую плотность. Допустимые размеры отклонений и дефектов указаны в нормативных документах.

расчетные усилия qh1, и qh2 (кн), которые могут быть восприняты каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом м24 из стали 40х «сеЛект»

Способ обработки (очистки) соединяемых поверхностей	Способ регулирования натяжения болтов	Qh1 и Qh2, (кН) при числе болтов в соединении
n ≤ 4	5 ≤ n ≤ 9	n ≥ 10
Qh1	Qh2	Qh1	Qh2	Qh1	Qh2
Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей дробьюбез консервации	По М	93	112	104	126	116	140
По α	105	123	118	139	131	154
То же с консервацией металлизацией распылением цинка или алюминия	По М	80	97	90	109	100	121
По α	90	106	102	120	113	133
Дробью одной поверхности с консервацией полимерным клеем и посыпкой карборундовым порошком, стальными щетками без консервации — другой поверхности	По М	80	97	90	109	100	121
По α	90	106	102	120	113	133
Газопламенный двух поверхностей без консервации	По М	67	82	76	92	84	102
По α	76	90	86	101	95	112
Стальными щетками двух поверхностей без консервации	По М	56	65	63	73	70	81
По α	61	72	68	81	76	90
Без обработки	По М	32	42	36	47	40	52
По α	36	45	41	50	45	56

Принятые обозначения:

Q_h1 —
расчетные усилия, которые могут быть восприняты каждой поверхностью трения соединяемых
элементов, стянутых одним болтом М24, при динамической нагрузке и δ = 2-6 мм, при статической
нагрузке и δ = 5-6 мм;

Q_h2 — то же
при динамической нагрузке и δ =
1 мм, статической нагрузке и δ =
1-4 мм;

δ — разность номинальных диаметров отверстий и болтов.