СТИЛ-ПЛАСС - стальное постоянство
8 495 979-22-01
8 495 798-37-39
ПН - ПТ, 9:00 - 22:00

Обратный звонок


ГлавнаяГОСТы и ТУ → 8. Фланцевые соединения

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 σminшах ≥ 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 105 при коэффициенте асимметрии напряжений в соединяемых элементах р = σminшах ≤ 0,8;

эксплуатируемые в сильноагрессивной среде.

8.2 Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов В0 для расчетов следует принимать равной

В0=0,9Bp=0,9Rbh·Abn, (11)

где Вр - расчетное усилие растяжения болта;

Rbh = 0.7 Rbun - расчетное сопротивление растяжения болтов;

Rbun - нормативное сопротивление стали болтов;

Аbn - 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 Rbun не более 1080 МПа (110 кгс/мм2), 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 по ГОСТ 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 σbz ≥ 0,8σb, ψz≥ 20% (где σb - нормативное значение временного сопротивления для основного металла, принимаемое по стандартам или техническим условиям).

8.6 При конструировании фланцевых соединений болты следует располагать безмоментно относительно центра тяжести соединяемого элемента с учетом неравномерности распределения внешних усилий между болтами наружной и внутренней зон (рис. 1) в соответствии с табл. 7. Предельное усилие на один болт внутренней зоны следует принимать Ni = 0,9 Вр.

Таблица 7

Диаметр болтаТолщина фланца, ммОтношение внешнего усилия на один болт внутренней зоны к внешнему усилию на один болт наружной зоны к = Ni/Ne
М20162,5
201,7
251,4
301,2
М24202,6
251,8
301,5
401,1
М27252,1
301,7
401,2

Болты следует располагать как можно ближе к элементам присоединяемого профиля, при этом (см. (рис. 1):

kf +ds/2+2≤b1≤3,5d, мм; 12)

a≥0,8ds

w≤5d,

где ds - наружный диаметр шайбы, мм;

d - наружный диаметр стержня болта, мм.

8.7 Число болтов внутренней зоны определяет конструктивная форма соединения, а наружной зоны - предварительно назначается из условия

(13)

где nе, ni - число болтов соответственно наружной и внутренней зон;

N - внешнее усилие на фланцевое соединение.

8.8 Фланцевые соединения растянутых элементов конструкций проверяют расчетом на прочность:

  • болтов;
  • фланцев на изгиб;
  • соединения при воздействии поперечных усилий;
  • сварного соединения фланца с профилем.

8.9 Прочность фланца и болтов, относящихся к внутренней зоне, следует считать обеспеченной, если толщина фланца находится в пределах от 20 до 40 мм, болты расположены в соответствии с п. 8.6, а нагрузка на болт от действия внешних усилий не превышает величины, равной 0,9 Вр.

Схема фланцевых соединений стропильных ферм с поясами

Рис. 1. Схема фланцевых соединений стропильных ферм с поясами

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. рис. 1).

Прочность соединения следует считать обеспеченной, если

, (14)

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

Nj = min (Nbj, Nfj) ; (15)

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

Nbj = (α - βlgxj)Bp , (16)

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

xj - параметр жесткости болта, определяемый по формуле

; (17)

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

Таблица 8

Отношение толщины фланца к диаметру болта t/dКоэффициенты
αβ
0,830,3360,207
1,040,3880,257
1,250,4250,278
1,460,4700,270
1,670,5270,239

wj - ширина j-го участка фланца (см. рис. 1);

t - толщина фланца;

Nfj - расчетное усилие на j-й болт, определяемое из условия прочности фланца на изгиб

, (18)

µj - параметр, определяемый по формуле

,

γj - параметр, определяемый по табл. 9 или из уравнения

(19)

Ry - расчетное сопротивление стали фланца.

8.11 Прочность фланцевого соединения на действие местной поперечной силы следует проверять по формуле

(20)

где n - число болтов наружной зоны для фланцевых соединений элементов открытого профиля или общее число болтов для соединений элементов замкнутого профиля;

Rj - контактные усилия, принимаемые равными 0,1 Во для фланцевых соединений элементов замкнутого профиля, а для элементов открытого профиля, определяемые по формуле

Rj = Bp - 1,2Nhj ; (21)

µ - коэффициент трения соединяемых поверхностей фланцев, принимаемый по табл. 6.

При отсутствии местной поперечной силы в расчет вводится условное значение Qloc = 0,1μN. Расчет сварного соединения фланца с профилем следует производить в соответствии с требованиями СНиП II-23-81*.

Таблица 9

Параметр жесткости болта χiЗначения уi, при μi, равном
1,41,61,82,02,22,42,73,04,05,0
0,023,2522,5932,2211,9861,8261,7101,5861,4991,3331,250
0,062,9602,4812,1711,9621,8121,7021,5821,4971,3331,250
0,12,7822,3982,1301,9391,7991,6941,5781,4941,3321,249
0,52,1862,0361,9081,7761,7111,6361,5451,4751,3271,248
1,01,9491,8601,7801,7071,6431,5861,5141,4541,3211,246
2,01,7571,7041,6531,6071,5641,5241,4701,4241,3121,242
3,01,6601,6211,5841,5481,5151,4831,4401.4021,3031,238
4,01,5991,5681,5371,5081,4801,4541,4171,3841,2961,235
5,01,5551,5291,5031,4781,4541,4311,3991,3701,2891,232
6,01,5221,4981,4761,4541,4331,4131,3841,3571,2831,230
8,01,4731,4541,4361,4181,4011,3841,3601,3371,2731,224
101,4381,4221,4061,3911,3771,3621,3411,3221,2641,219
151,3811,3691,3581,3461,3351,3241,3081,2931,2471,210

><<< Фрикционно-срезные соединения | оглавление СТО 0041-2004