[Bash]

Здравствуйте!
Давно мучает вопрос: зачем во фланцевых соединениях делается предварительное натяжение высокопрочных болтов. В частности, для начала возьмём нижний пояс ферм, где действует только растягивающее усилие. Почему бы здесь просто не затянуть болты, высокопрочные или обычные, и пускай себе работают на рассчитанное по их количеству растягивающее усилие.

[roma1187]

Здравствуйте, такой вопрос:
Можно ли в данном ФС (N 15т сжимающая, М=4тм растягивает нижние волокна, эпюра напряжения разнозначная получается во фланце) балки (сварной двутавр) как нибудь обойтись без преднапряжения болтов, уж очень не хочется на такую маленькую слабонагруженную балочку столько проблем с монтажом и изготовлением навешивать?

Естественно чтобы это не противоречило нормам и не занижало жесткость стыка.

[wvovanw]

Сообщение от roma1187 Естественно чтобы это не противоречило нормам и не занижало жесткость стыка.

вы сами ответили на свой вопрос - см. СП 16.13330.2011 п.15.9

[roma1187]

Сообщение от wvovanw вы сами ответили на свой вопрос - см. СП 16.13330.2011 п.15.9

15.9 Фланцевые соединения
15.9.1 При проектировании фланцевых соединений следует:
применять сталь для фланцев С255, С285, С345, С375, С390 с относительным сужением ?z ? 25 % (с учетом требований 13.3 - 13.5);
использовать высокопрочные болты, обеспечивающие возможность воспринимать поперечные усилия за счет сил трения между фланцами.
Требования по натяжению болтов, его контролю и плотности контакта между фланцами даны в СНиП 3.03.01.
15.9.2 При расчете фланцевых соединений в зависимости от конструктивного решения, характера передаваемых усилий и требований эксплуатации следует проверять:
несущую способность болтового соединения;
несущую способность фрикционного соединения;
прочность фланцевых листов при изгибе;
прочность сварных швов, соединяющих фланец с основным элементом.

Ну тут как бы не сказано что их нужно обязательно затягивать с контролем... А поперечную силу Q=2т. и болты воспримут и не почувствуют.
Даже в рекомендациях сказано что их можно не натягивать, правда только при равнозначной эпюре, а у меня разнозначная(

[wvovanw]

Сообщение от roma1187 Требования по натяжению болтов, его контролю и плотности контакта между фланцами даны в СНиП 3.03.01.

ответ

[roma1187]

Сообщение от wvovanw СНиП 3.03.01. ответ

там тем более не сказано надо или не надо их натягивать , там сказано только как их натягивать. это вообще больше для монтажников, с каких пор монтажники решают когда надо напрягать болты а когда нет)) ведь не всякий высокопрочный болт надо преднапрягать. в общем не убедительно)

[wvovanw]

roma1187, вам что нужно сделать? Равнопрочный стык? Вот и делайте. В СП прописано что фланцевые соединения необходимо делать на высокопрочных болтах

Сообщение от roma1187 использовать высокопрочные болты, обеспечивающие возможность воспринимать поперечные усилия за счет сил трения между фланцами.

"за счет сил трения" - достигается преднапряжением.

[Cfytrr]

Сообщение от wvovanw "за счет сил трения" - достигается преднапряжением.

"За счет сил трения" может достигаться и при восприятии фланцевым соединением изгибающего момента, без всякого преднатяжения получаем растягивающее усилие в болтах и соответственно зону обжатия между фланцами

[roma1187]

Сообщение от Cfytrr "За счет сил трения" может достигаться и при восприятии фланцевым соединением изгибающего момента, без всякого преднатяжения получаем растягивающее усилие в болтах и соответственно зону обжатия между фланцами

тоже верно. Вопрос ( пост 541) открыт.

[ZVV]

Сообщение от roma1187 Можно ли в данном ФС (N 15т сжимающая, М=4тм растягивает нижние волокна, эпюра напряжения разнозначная получается во фланце) балки (сварной двутавр) как нибудь обойтись без преднапряжения болтов, уж очень не хочется на такую маленькую слабонагруженную балочку столько проблем с монтажом и изготовлением навешивать? Естественно чтобы это не противоречило нормам и не занижало жесткость стыка.

Можно обойтись без преднапряжения болтов, но проблем Вам придется решить столько, что проще сделать с преднапряженными болтами:
1) нужна методика расчета на прочность фланцевого соединения. Известными рекомендациями у Вас воспользоваться уже не получится;
2) нужны требования к точности изготовления и сборки фланцевого соединения (зазоры, итп);
3) нужно будет обосновать, что при обеспечении прочности по п.1. у фланцевого соединения также обеспечена необходимая жесткость.
Вышеперечисленные вопросы можно решить воспользовавшись технологией расчетов, конструирования и изготовления фланцевых соединений за рубежом. Однако, во-первых это время и наличие квалификации, во-вторых Palexxvlad как-то писал, что фланцы посчитанные по зарубежным нормам с неохотой принимают в экспертизе (если вообще принимают, уже не помню). Поэтому, предлагаю Вам рассматривать применение в проекте высокопрочных болтов с предварительным натяжением как Ваш вклад в повышение технического уровня отрасли. Может быть, если проектировщики будут чаще закладывать в проекты болты с предварительным натяжением, то для изготовителей МК и монтажников это станет нормой и они не будут шарахаться от них как черт от ладана.

[roma1187]

Сообщение от ZVV Можно обойтись без преднапряжения болтов, но проблем Вам придется решить столько, что проще сделать с преднапряженными болтами

Понятно, придется с преднапряжением.

И еще вопрос какие стали применить для сварной балки, фс и класс болтов?

пост.541

[Ильнур]

Сообщение от roma1187 И еще вопрос какие стали применить для сварной балки, фс и класс болтов?пост.541

Сталь балки не зависит от сварности. По табл. 50 СНиП.
Фланец и болты (из Руководства ...):

27.3. Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты М24 и М27 из стали 40Х “селект” исполнения ХЛ с временным сопротивлением не менее 1100 МПа (110 кгс/мм), а также гайки высокопрочные и шайбы к ним по ГОСТ 22353-77* - ГОСТ 22356-77*. 27.4. Для фланцев следует применять листовую сталь по ГОСТ 19903-74* марок 09Г2С-15 по ГОСТ 19282-73* и 14Г2АФ-15 по ТУ 14-105-465-82 с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины проката. 27.5. Фланцы могут быть выполнены из других марок низколегированных сталей по ГОСТ 19282-73*, предназначенных для строительных стальных конструкций, при этом: сталь должна быть 12-й категории; временное сопротивление и относительное сужение стали в направлении толщины проката должны быть , % (где - нормативное значение временного сопротивления для основного металла, принимаемое по государственным общесоюзным стандартам или техническим условиям). Проверку механических свойств стали в направлении толщины проката осуществляет завод-изготовитель металлоконструкций по методике, изложенной в [25].

Из другого Руководства:

4.3. Для ФС элементов стальных конструкций следует применять высокопрочные болты диаметром 24 мм (М24); использование болтов М20 и М27 следует допускать в тех случаях, когда постановка болтов М24 невозможна или нерациональна.

В общем, фланец t20 из С345-3, болт М20 10.9.

[wvovanw]

Ильнур , с преднапряжением?

[roma1187]

Сообщение от Ильнур В общем, фланец t20 из С345-3, болт М20 10.9.

Я думал сделать: балка С245 ( марка стали балки ни как не зависит же от стали фланца??), фланец t20 С255 с относительным сужением ψz ≥ 25 % по СП новому (только тут не очень понятно как завод будет решать вопрос с этим сужением). А по поводу болтов М20 10,9 у них же временное сопротивление 1040 что меньше 1100?

[Ильнур]

Сообщение от wvovanw Ильнур , с преднапряжением?

Да, конечно, я же ссылаюсь на Руководства. А оне для преднапряженных. Вернее с контролем натяга. Так то любые болты положено преднатянуть - болтаться никто не должен.
Но можно и простые болты. Тогда фланец толще. Болтов М20 вроде за глаза. И узел проверить на Q.
Болты из 40Х"селект" нынче не существуют. ГОСТ другой. Вам 10.9 за глаза.
Даже если 12.9 - у Вас нет норматива на расчет ФС с современными болтами.

[roma1187]

Сообщение от Ильнур Но можно и простые болты.

А можно тут по подробнее, то есть можно сделать фланцевое соединение на не высокопрочных болтах и без контроля натяга?

[Ильнур]

Сообщение от roma1187 А можно тут по подробнее, то есть можно сделать фланцевое соединение на не высокопрочных болтах и без контроля натяга?

1. Высокопрочность и контроль натяга не связаны друг с другом. Высокопросчность нужна для компактности соединения. (Из истории - вп болты появились вроде в америке как замена заклепок).
2. Контроль натяга нужен для обеспечения расчетного усилия преднатяга. Это обеспечение трения и/или равномерности распределения (например фланцы) по болтам.
3. Из п.1 и 2 следует, что для соединения двух предметов фланцевым макаром ни то, ни другое обязательно. Например, можно к торцу уголка 75х6 (90х7, 125х8, 160х12 и т.д.) приварить лист 20 (30, 40 и т.д.), продырявить лист под М 20 (30, 40 и т.д.) ближе к оси уголка, и соединить два таких элемента как попало 1-м обыкновенным болтом. Например, это будет подвес. Если гайка законтрена, надежность обеспечивается. Зачем в/п и контроль натяга?
Вопрос остается только с расслоем - но этот вопрос он не только для фланцев, а для всего. Например, приварка к колонне консоли. Поэтому подход к расслою един: тонкие листы не расслаиваются, а толстые проверяем после сварки.
4. Как посчитать фланец на отгиб и болт на растяжение, вроде все умеем, например базы колонн же как-то проектируем.. А нераскрываемость или минимальное трение (для Q) можно проверить при 50%й затяжке - болты же всяко будут затянуты.
5. Как быть с экспертами, не знаю. Скрыться, поменять внешность, принять гражданство и т.д.
6. Вот сейчас ваяю сарайчик временный, надо иметь сборно-разборную ферму. А кому сейчас легко?

[roma1187]

Сообщение от Ильнур 3. Из п.1 и 2 следует, что для соединения двух предметов фланцевым макаром ни то, ни другое обязательно.

А на жесткость, форму эпюр и перемещений это не повлияет?

Сообщение от Ильнур 6. Вот сейчас ваяю сарайчик временный, надо иметь сборно-разборную ферму. А кому сейчас легко?

надо прогоны из лстк сделать. лес нужно беречь .
Там болты 5.6 без контроля натяжения? а фланец просто на изгиб посчитан?

[Ильнур]

[quote=roma1187;1364747]А на жесткость, форму эпюр и перемещений это не повлияет? Нет, узел останется на месте, и будет выполнять те функции, под которые сбацан.

Сообщение от roma1187 надо прогоны из лстк сделать. лес нужно беречь.

В приложении - ФС на обычных болтах и материалах без контроля натяга.

[roma1187]

Сейчас решил посчитать фланцевое соединение по рекомендациям и возникло два вопроса:
1. в моем сечении (пост 541) нет наружных зон ? и чему тогда равно Nнj, nн1, nн2, нулю?
2. чему равен параметр w1 если у меня нет рядов болтов стенки 0 или 180?
3. и если у меня в стенки нет болтов , то усилие воспринимаемое болтами растянутого пояса Nwp =0 (формула 19), а усилие в полки то есть , тогда условие Nw<Nwp не выполняется, хотя в ихнем сортаменте такое сечение есть и хорошо себя чувствует, как они сами посчитали по своим рекомендациям?

[ZVV]

Сообщение от roma1187 1. в моем сечении (пост 541) нет наружных зон ? и чему тогда равно Nнj, nн1, nн2, нулю?

Получается, что нулю.

Сообщение от roma1187 2. чему равен параметр w1 если у меня нет рядов болтов стенки 0 или 180?

Раз нет болтов наружной зоны, то и параметр w_j в расчете не должен фигурировать.

Сообщение от roma1187 и если у меня в стенки нет болтов , то усилие воспринимаемое болтами растянутого пояса Nwp =0 (формула 19), а усилие в полки то есть , тогда условие Nw<Nwp не выполняется, хотя в ихнем сортаменте такое сечение есть и хорошо себя чувствует, как они сами посчитали по своим рекомендациям?

Да, не аккуратно это у них получилось. Видимо приняли, что дополнительное усилие с растянутой части стенки воспринимается болтами пояса.
Наиболее "чистым" решением вышеописанной ситуации считаю добавление болтов растянутой части стенки. Так усилие с профиля на фланец будет передаваться наиболее равномерно.

Еще интересный пункт 4.11 с мерами по обеспечению жесткости фланцевых соединений подверженных изгибу. А вы говорите:

Сообщение от roma1187 А на жесткость, форму эпюр и перемещений это не повлияет?

Сообщение от Ильнур Нет, узел останется на месте, и будет выполнять те функции, под которые сбацан.

Так что не факт, что не повлияет.